煤氣基礎知識.doc

煤氣基礎知識一：煤氣的定義通常所說的煤氣，從廣義上說指的是可以燃燒的氣體。如天然氣、液化石油氣、水煤氣、半水煤氣、發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣、焦爐煤氣燈，俗稱為煤氣。嚴格地說，上述這些煤氣均應稱之為燃氣。只有以煤、焦作為氣化原料制成或副產的燃氣，才能稱之為煤氣。因為最早制取燃氣的原料的煤，故稱之為“煤氣”，一直延用至今。煤氣是煤、焦炭等含碳物質經過干餾、氣化、氧化、還原反應后生成的含有多種可燃氣體成分的混合氣體。在冶金企業(yè)生產中，煤和焦炭占總能源的70%。隨之產生的焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣等回收、凈化后作為焦爐、熱風爐、加熱爐以及鍋爐的燃料，焦爐煤氣還可作為民用燃氣。這些副產煤氣是一種清潔的二次能源。為了獲得煤氣并加以使用，還有一些人工制取煤氣的方法，常見的有發(fā)生爐煤氣、水煤氣等。發(fā)生爐煤氣的制造方法是將煤在發(fā)生爐中燃燒后，對鼓入爐底的空氣加以限制，使煤不能完全 燃燒，因而產生大量的一氧化碳，就是發(fā)生爐煤氣。由于各種煤氣產生、回收的方法不同，各種煤氣的組成成分也不同，但其可燃燒成分主要是H2、CH4、CnHm及CO等。煤氣作為重要的二次能源，輸送方便、操作簡單、燃燒均勻、燃燒效率高、溫度易調節(jié)，廣泛應用于鋼鐵、建材、耐火材料、玻璃、陶瓷、碳素制品、化肥、化工合成、民用燃氣在工業(yè)中均有利用。二、煤氣的簡要分類按煤氣來源分類，可分為：干餾煤氣、氣化煤氣、副產煤氣。干餾煤氣主要包括焦爐煤氣、炭化爐煤氣；氣化煤氣主要包括發(fā)生爐煤氣、水煤氣；副產煤氣主要包括高爐煤氣、轉爐煤氣、鐵合金爐煤氣等。焦爐煤氣是煉焦過程中煤在高溫干餾時的氣態(tài)產物，焦爐煤氣產率為300-350Nm3/t煤。高爐煤氣是高爐煉鐵過程中產生的一種副產煤氣，高爐煤氣產率為1800-2000 Nm3/t生鐵，但實際回收率要低一些。轉爐煤氣產率為50-70 Nm3/t鋼，回收量一般在50 m3/t鋼左右。由于各種原因，過去我國的轉爐煤氣回收率還比較低。發(fā)生爐煤氣和水煤氣是為了獲得煤氣，以煤氣為主要產品的生產過程中的產品?；旌厦簹馐遣煌苯鹌髽I(yè)根據實際生產熱值的需要，由幾種煤氣混合而成。據統(tǒng)計，我國鋼鐵工業(yè)可燃氣體的回收利用率（2000年）：焦爐煤氣為98%、高爐煤氣為91.73%、轉爐煤氣為40.68%、鐵合金爐為45.20%。國外先進國家已接近100%，這些差距意味著我國冶金工業(yè)蘊藏著巨大的資源和能源回收潛力?，F(xiàn)在我國的鋼鐵企業(yè)都把轉爐煤氣回收當作一項重要工作，轉爐煤氣回收量許多企業(yè)都在100m/噸鋼以上。例如：唐鋼、唐銀、中厚板等單位回收量均在120m/噸以上，馬鋼、武鋼、寶鋼也不低于100m/噸鋼。可以說，凡是負能煉鋼的企業(yè)，轉爐煤氣回收量都在100m/噸鋼以上。第二節(jié) 煤氣的基本組成及其性質一、煤氣的基本組成煤氣一般是由多種可燃和不可燃的單一氣體組成的混合氣體。其中可燃氣體成分有CO、H2和其他氣態(tài)碳氫化合物CmHn以及H2S等，不可燃的氣體成分有CO2、N2和少量的O2.除此之外，在煤氣中還含有水蒸氣、焦油蒸汽以及固體粉塵微粒?；旌蠚怏w的各種性質均是組成這種混合氣體的單一氣體性質的綜合體現(xiàn)。由于生產工藝和控制水平的差異，不同單位的煤氣組成成分也不盡同。實際生產過程中，轉爐煤氣中的CO含量隨時都在變化，除了回收過程降罩并且結合壓力進行操作的爐座CO平均含量比較高，大部分單位的轉爐煤氣CO平均含量都不會超出50%。轉爐煤氣中的CO含量也與企業(yè)的能源狀況有關。另外，高爐煤氣中的CO含量與高爐的冶煉強度、焦比消耗、噴煤多少、富氧強度等因素有關。二、煤氣的性質煤氣的組成決定了煤氣的性質：易燃、易爆、易中毒并具有腐蝕性。1.易燃。煤氣中含有H2、CO、CH4、CmHn等可燃氣體，當生產、儲存、輸送煤氣的設備和管道發(fā)生泄漏，在遇到點火源時易引起著火事故。2.易爆。由于管道動火前、設備停送氣時吹掃不徹底，閥門不嚴、水封及其他設備煤氣泄漏或者煤氣、空氣倒流等原因造成煤氣與空氣混合達到爆炸極限，遇到點火源時會引起爆炸事故。3.易中毒。大多數(shù)煤氣中均含有CO,CO是一種無色、無味、無刺激性的氣體，但CO可與人體血液長得血紅蛋白結合而導致組織缺氧，造成中毒，俗稱煤氣中毒。CO屬于二類毒性物質，煤氣中所含CO越高，其發(fā)生煤氣中毒的危險性越大。生產、回收、輸送、使用煤氣的設備、管道及閥門等，一旦密封不嚴、材質選擇不合理、防腐或操作不當時，煤氣會有泄漏；如果作業(yè)場所通風不良，有毒氣體集聚，或者進入煤氣設備內作業(yè)時設備內殘存有煤氣而作業(yè)人員未采取安全防護措施，就會造成煤氣中毒事故，嚴重時會造成人員死亡。4.腐蝕性煤氣在使用過程中的管路輸送是必不可少的，但在煤氣的管路輸送過程中經常發(fā)生煤氣管路腐蝕泄漏的事故。煤氣管路的腐蝕除外在環(huán)境的腐蝕以外，還有煤氣成分中的腐蝕性物質造成的腐蝕。煤氣中的酸性雜質在遇到冷凝水時溶解于水中發(fā)生電離，電離出氫離子，從而使冷凝水呈酸性，腐蝕管路及設備。三：冶金行業(yè)幾種煤氣的比較1、煤氣中單一氣體的理化性質氣體名稱理化性質CO無色、無味、分子量28，密度1.25kg/m3，自燃點608.89，遇點火源會著火或爆炸，毒性極強CO2無色、無味、不可燃，分子量44，密度1.977 kg/m3，高濃度時會刺激呼吸系統(tǒng)，引起呼吸加快、困難，并有窒息的危險H2無色、無味，分子量2，密度0.0899 kg/m3，難溶于水，著火溫度580-590遇點火源會著火或爆炸N2無色、無味、分子量28，密度1.25 kg/m3，化學性質不活潑，不燃燒，空氣中含量增加時會造成窒息，空氣中約含79%O2無色、無味、助燃，分子量32，密度1.429 kg/m3，空氣中約含21%CH4無色、有微量蔥臭味，分子量16，密度0.715 kg/m3，難溶于水，與空氣混合可形成爆炸性氣體，著火溫度650-750，空氣中濃度達25%-30%時易引起窒息了解煤氣中單一氣體的性質，有助于我們對不同煤氣的危險性及其危險程度有充分的認識。從各單一氣體的性質比較可以看出，無論何種煤氣，其中的有毒成分主要是：CO。如CO2、N2和CH4含量過多，會造成人的窒息。煤氣的可燃成分主要有H2、CO及CH4，煤氣中可燃成分組成較多或是某一種可燃成分較多，決定了該種煤氣的爆炸危險程度及其燃燒放熱的程度。2、各種煤氣的理化性質比較各種煤氣由于產生原理不同，其組成成分、物理性質和化學性質也不相同。（1） 轉爐煤氣CO含量高達50%-70%，發(fā)生爐煤氣26%-31%，高爐煤氣23%-30%，焦爐煤氣5%-9%。所以，幾種煤氣導致人中毒的危險性都非常大。如果將幾種煤氣加以比較的話，其中發(fā)生中毒最危險的是轉爐煤氣，其次是發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣、焦爐煤氣。（2） 轉爐煤氣在空氣中爆炸的濃度范圍最大，高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣次之，焦爐煤氣最小。但焦爐煤氣的爆炸下限最低，所以焦爐煤氣發(fā)生爆炸的危險性更大一些。（3） 幾種煤氣中，焦爐煤氣熱值最高，其次是發(fā)生爐煤氣、轉爐煤氣，高爐煤氣最低。所以，在使用高爐煤氣時，通常再混入一些焦爐煤氣或發(fā)生爐煤氣，以提高高爐煤氣的熱值。（4） 轉爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣的比重與空氣的比重相差甚小，幾乎相同，發(fā)生泄漏事故后，易結成團，集結在地面或角落，不易散發(fā)，易造成群死群傷事故。（5） 焦爐煤氣泄漏時，煤氣有黃色煙霧，并伴有刺鼻氣味，可觀察到；發(fā)生爐煤氣有輕微臭味；轉爐煤氣，高爐煤氣則無色無味，不易察覺。四、 煤氣事故的危險特性1、煤氣中毒事故占首位2002年2月-2006年7月全國發(fā)生的有案可查的34起工業(yè)煤氣事故，死亡121人，其中中毒死亡93人，占總數(shù)的76.9%。2、煤氣重大死亡事故多2002年2月-2006年7月全國發(fā)生的這34起煤氣事故中，死亡3人及以上的有28起，占82.4%；重大事故1起，占總死亡人數(shù)的10.7%。1984-1990年冶金行業(yè)煤氣重大傷亡事故的件數(shù)占全冶金系統(tǒng)重大死亡