煤氣基礎知識

1、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(jīng)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

2、。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：

3、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 18002000 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。混合煤氣是不同冶金企業(yè)根

4、據(jù)實際生產熱值的需要，由幾種煤氣混合而 成。據(jù)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。現(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 3/噸鋼以上。例如：唐鋼、唐銀、中厚板等單位回收量 均在 120m 3/噸以上，馬鋼、武鋼、寶鋼也不低于 100m 3/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 3/噸鋼以上。第二

5、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C02、N2和少量的02.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 C0 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 C0 平均含量比較高，大部分單位的轉爐煤氣 C0 平 均含量都不會超出 50%。

6、轉爐煤氣中的 C0 含量也與企業(yè)的能源狀況有關。另 外，高爐煤氣中的 C0 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。易燃。煤氣中含有 H2、 C0、 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。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。易中毒。大多數(shù)煤氣中均含有 C0,C0 是一種無色、無味、無刺激性的 氣體，

7、但 C0 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。 C0 屬于二類毒性物質，煤氣中所含 C0 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)人員未米 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。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(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造成的

8、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 C,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 C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

9、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 650750 C,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C02、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

10、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

11、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