煤氣基礎(chǔ)知識(shí).doc

煤氣基礎(chǔ)知識(shí)一：煤氣的定義通常所說(shuō)的煤氣，從廣義上說(shuō)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(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣燈，俗稱(chēng)為煤氣。嚴(yán)格地說(shuō)，上述這些煤氣均應(yīng)稱(chēng)之為燃?xì)狻Ｖ挥幸悦?、焦作為氣化原料制成或副產(chǎn)的燃?xì)?，才能稱(chēng)之為煤氣。因?yàn)樽钤缰迫∪細(xì)獾脑系拿?，故稱(chēng)之為“煤氣”，一直延用至今。煤氣是煤、焦炭等含碳物質(zhì)經(jīng)過(guò)干餾、氣化、氧化、還原反應(yīng)后生成的含有多種可燃?xì)怏w成分的混合氣體。在冶金企業(yè)生產(chǎn)中，煤和焦炭占總能源的70%。隨之產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等回收、凈化后作為焦?fàn)t、熱風(fēng)爐、加熱爐以及鍋爐的燃料，焦?fàn)t煤氣還可作為民用燃?xì)?。這些副產(chǎn)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(jiàn)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(duì)鼓入爐底的空氣加以限制，使煤不能完全 燃燒，因而產(chǎn)生大量的一氧化碳，就是發(fā)生爐煤氣。由于各種煤氣產(chǎn)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(jiǎn)單、燃燒均勻、燃燒效率高、溫度易調(diào)節(jié)，廣泛應(yīng)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?xì)庠诠I(yè)中均有利用。二、煤氣的簡(jiǎn)要分類(lèi)按煤氣來(lái)源分類(lèi)，可分為：干餾煤氣、氣化煤氣、副產(chǎn)煤氣。干餾煤氣主要包括焦?fàn)t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(chǎn)煤氣主要包括高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、鐵合金爐煤氣等。焦?fàn)t煤氣是煉焦過(guò)程中煤在高溫干餾時(shí)的氣態(tài)產(chǎn)物，焦?fàn)t煤氣產(chǎn)率為300-350Nm3/t煤。高爐煤氣是高爐煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)煤氣，高爐煤氣產(chǎn)率為1800-2000 Nm3/t生鐵，但實(shí)際回收率要低一些。轉(zhuǎn)爐煤氣產(chǎn)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(guò)去我國(guó)的轉(zhuǎn)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(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品?；旌厦簹馐遣煌苯鹌髽I(yè)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)熱值的需要，由幾種煤氣混合而成。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鋼鐵工業(yè)可燃?xì)怏w的回收利用率（2000年）：焦?fàn)t煤氣為98%、高爐煤氣為91.73%、轉(zhuǎn)爐煤氣為40.68%、鐵合金爐為45.20%。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家已接近100%，這些差距意味著我國(guó)冶金工業(yè)蘊(yùn)藏著巨大的資源和能源回收潛力?，F(xiàn)在我國(guó)的鋼鐵企業(yè)都把轉(zhuǎn)爐煤氣回收當(dāng)作一項(xiàng)重要工作，轉(zhuǎn)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?？梢哉f(shuō)，凡是負(fù)能煉鋼的企業(yè)，轉(zhuǎn)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(zhì)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?xì)怏w成分有CO、H2和其他氣態(tài)碳?xì)浠衔顲mHn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(zhì)均是組成這種混合氣體的單一氣體性質(zhì)的綜合體現(xiàn)。由于生產(chǎn)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(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，轉(zhuǎn)爐煤氣中的CO含量隨時(shí)都在變化，除了回收過(guò)程降罩并且結(jié)合壓力進(jìn)行操作的爐座CO平均含量比較高，大部分單位的轉(zhuǎn)爐煤氣CO平均含量都不會(huì)超出50%。轉(zhuǎn)爐煤氣中的CO含量也與企業(yè)的能源狀況有關(guān)。另外，高爐煤氣中的CO含量與高爐的冶煉強(qiáng)度、焦比消耗、噴煤多少、富氧強(qiáng)度等因素有關(guān)。二、煤氣的性質(zhì)煤氣的組成決定了煤氣的性質(zhì)：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?xì)怏w，當(dāng)生產(chǎn)、儲(chǔ)存、輸送煤氣的設(shè)備和管道發(fā)生泄漏，在遇到點(diǎn)火源時(shí)易引起著火事故。2.易爆。由于管道動(dòng)火前、設(shè)備停送氣時(shí)吹掃不徹底，閥門(mén)不嚴(yán)、水封及其他設(shè)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(dá)到爆炸極限，遇到點(diǎn)火源時(shí)會(huì)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(wú)色、無(wú)味、無(wú)刺激性的氣體，但CO可與人體血液長(zhǎng)得血紅蛋白結(jié)合而導(dǎo)致組織缺氧，造成中毒，俗稱(chēng)煤氣中毒。CO屬于二類(lèi)毒性物質(zhì)，煤氣中所含CO越高，其發(fā)生煤氣中毒的危險(xiǎn)性越大。生產(chǎn)、回收、輸送、使用煤氣的設(shè)備、管道及閥門(mén)等，一旦密封不嚴(yán)、材質(zhì)選擇不合理、防腐或操作不當(dāng)時(shí)，煤氣會(huì)有泄漏；如果作業(yè)場(chǎng)所通風(fēng)不良，有毒氣體集聚，或者進(jìn)入煤氣設(shè)備內(nèi)作業(yè)時(shí)設(shè)備內(nèi)殘存有煤氣而作業(yè)人員未采取安全防護(hù)措施，就會(huì)造成煤氣中毒事故，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成人員死亡。4.腐蝕性煤氣在使用過(guò)程中的管路輸送是必不可少的，但在煤氣的管路輸送過(guò)程中經(jīng)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(zhì)造成的腐蝕。煤氣中的酸性雜質(zhì)在遇到冷凝水時(shí)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(shè)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(zhì)氣體名稱(chēng)理化性質(zhì)CO無(wú)色、無(wú)味、分子量28，密度1.25kg/m3，自燃點(diǎn)608.89，遇點(diǎn)火源會(huì)著火或爆炸，毒性極強(qiáng)CO2無(wú)色、無(wú)味、不可燃，分子量44，密度1.977 kg/m3，高濃度時(shí)會(huì)刺激呼吸系統(tǒng)，引起呼吸加快、困難，并有窒息的危險(xiǎn)H2無(wú)色、無(wú)味，分子量2，密度0.0899 kg/m3，難溶于水，著火溫度580-590遇點(diǎn)火源會(huì)著火或爆炸N2無(wú)色、無(wú)味、分子量28，密度1.25 kg/m3，化學(xué)性質(zhì)不活潑，不燃燒，空氣中含量增加時(shí)會(huì)造成窒息，空氣中約含79%O2無(wú)色、無(wú)味、助燃，分子量32，密度1.429 kg/m3，空氣中約含21%CH4無(wú)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(dá)25%-30%時(shí)易引起窒息了解煤氣中單一氣體的性質(zhì)，有助于我們對(duì)不同煤氣的危險(xiǎn)性及其危險(xiǎn)程度有充分的認(rèn)識(shí)。從各單一氣體的性質(zhì)比較可以看出，無(wú)論何種煤氣，其中的有毒成分主要是：CO。如CO2、N2和CH4含量過(guò)多，會(huì)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(xiǎn)程度及其燃燒放熱的程度。2、各種煤氣的理化性質(zhì)比較各種煤氣由于產(chǎn)生原理不同，其組成成分、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)也不相同。（1） 轉(zhuǎn)爐煤氣CO含量高達(dá)50%-70%，發(fā)生爐煤氣26%-31%，高爐煤氣23%-30%，焦?fàn)t煤氣5%-9%。所以，幾種煤氣導(dǎo)致人中毒的危險(xiǎn)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(xiǎn)的是轉(zhuǎn)爐煤氣，其次是發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣。（2） 轉(zhuǎn)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?fàn)t煤氣最小。但焦?fàn)t煤氣的爆炸下限最低，所以焦?fàn)t煤氣發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性更大一些。（3） 幾種煤氣中，焦?fàn)t煤氣熱值最高，其次是發(fā)生爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣，高爐煤氣最低。所以，在使用高爐煤氣時(shí)，通常再混入一些焦?fàn)t煤氣或發(fā)生爐煤氣，以提高高爐煤氣的熱值。（4） 轉(zhuǎn)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(jié)成團(tuán)，集結(jié)在地面或角落，不易散發(fā)，易造成群死群傷事故。（5） 焦?fàn)t煤氣泄漏時(shí)，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(zhuǎn)爐煤氣，高爐煤氣則無(wú)色無(wú)味，不易察覺(jué)。四、 煤氣事故的危險(xiǎn)特性1、煤氣中毒事故占首位2002年2月-2006年7月全國(guó)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(guó)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