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1、煤气的基础知识,目录,?,煤气的组成,?,煤气的分类,?,高炉煤气,?,焦炉煤气,?,转炉煤气,?,发生炉煤气,?,煤气事故的预防与处理,煤气的组成,?,任何一种副产煤气都是由一些单一气体组成。其中可燃气体的成份,有,CO,、,H,2,，和其他气态碳氢化合物,C,n,H,m,以及,H,2,S,。不可燃的气体,成分有,CO,2,，,N,2,和少量的,O,2,。,各种单一气体的物理化学性质如下：,1.,甲烷（,CH,4,）：无色气体，微有葱臭味，重度,0.715,千克,/,米,3,。，,难,溶于水。,Q,低,=35671,千焦,/,米,3,（,8530,大卡,/,米,3,），与,空气混合可,发生爆
2、炸，爆炸范围,5.4%-15%,，着火温度,650-750,，火焰呈,微弱亮光，当空气中甲烷的浓度达到,25-30%,时才有毒性。,2.,乙烷（,C,2,H,6,）：无色无味气体，重度,1.341,千克,/,米,3,，难溶于水。,Q,低,=63690,千焦,/,米,3,（,15230,大卡,/,米,3,），空气中的爆炸范围,5%-12%,，着火温度,520-630,，火焰有微光。,3.,氢气（,H,2,）：无色无味气体，重度,0.0899,千克,/,米,3,，难溶于水。,Q,低,=10747.5,千焦,/,米,3,（,2570,大卡,/,米,3,），空气中的爆炸范围,4.2%-7.4%,，着火
3、温度,580-590,。,4.,一氧化碳（,CO,）：无色无味气体，重度,1.250,千克,/,米,3,。,Q,低,=16269,千焦,/,米,3,（,3020,大卡,/,米,3,），空气中的爆炸范围,12.4%-,75%,，着火温度,644-658,，火焰呈兰色。,CO,具有很强的毒性，,空气中含有,0.06%,既有害于人体，含,0.20%,时可使人失去知觉，,含,0.4%,时即可导致死亡。,?,煤气的发热量,?,煤气的发热量，是指完全燃烧一标准立方米煤气时所,释放出的热量。发热量有高发热量和低发热量之分。,1.,高发热量：单位燃料完全燃烧后，将燃烧产物中的水,蒸汽冷却到零度的水所放出的热量
4、也计算在内的发热,量，用,Q,高,表示。,2.,低发热量：单位燃料完全燃烧后，将燃烧产物中的水,蒸汽冷却到,20,时所放出的热量，称为低发热量，,用,Q,低,表示。,?,在副产煤气中，我们可以根据不同煤气中所含的可燃,成分，将各种可燃成分的低发热量及百分比带入低发,热量公式，就可以计算出不同煤气的发热量。,煤气的分类,?,煤气按产生的方式主要可分为：高炉煤气、,焦炉煤气，转炉煤气、铁合金炉煤气、发,生炉煤气。,?,按热值可分为高热值煤气、低热值煤气。,高炉煤气（,BFG,）,?,高炉煤气的产生,高炉是钢铁企业冶炼生铁的设备。高炉冶炼生铁的主要原料是铁,矿或烧结矿，在冶炼过程中，由于焦炭中的碳在
5、炉内燃烧，开始由空,气过剩而逐渐变成空气不足的燃烧，而最终产生了高炉煤气。,1.,原理,经过热风炉预热到高温的空气进入高炉后，与白热状态,的焦炭相遇，鼓风中的氧气，水蒸气与焦炭发生一系列的化学,反应。,如,C+O,2,=CO,2,C+O,2,=CO,C+H,2,O=CO+H,2,，,CO,2,+C=CO.,生成气与铁矿石（包括烧结矿，球团矿）中的氧化铁起还原反,如下：,Fe,2,O,3,+CO(H,2,)=Fe,3,O,4,+CO,2,(H,2,O),Fe,3,O,4,+CO(H,2,)=FeO+CO(H,2,O),FeO+CO(H,2,)=Fe+CO,2,(H,2,O),随着氧化铁还原反应的
6、进行，生成气中的,CO,及,H,2,逐渐减少,CO,2,与,H,2,O,逐渐增加，到达炉顶的气体就是高炉煤气。,2.,高炉煤气的性质,高炉煤气是无色无味有毒的可燃气体。重度为,1.5,千克,/,米,3,左右，发热量较低在,750-1000,大卡,/,米,3,之间，理论燃烧,温度为,1500,左右，着火点,700,左右。高炉煤气中含有,30%,左右的,CO,，如泄漏出来极易造成人身中毒。高炉煤气,与空气或氧气混合到一定的比例，遇到明火或,700,以上的,高温就会发生爆炸。,组成如下：,H,2,：,1.6%,N,2,：,56%,CO,：,24.3%,O,2,：,0.2%,CO,2,：,17.9%,
7、由于其发热值较低,所以很少单独在加热炉上使用,一般都与,高热值煤气混合使用,或者经过高温预热空气和煤气后使用,.,焦炉煤气（,COG,）,?,焦炉煤气的产生,焦炉煤气是炼焦生产的副产品,煤是在与空气隔绝,的条件下由两侧燃烧室供给热量进行干馏，随温度升高，,经历干燥、预热、热分解、软化、半焦，成焦。而后经,冷却即成为成品焦，炼焦过程生成的煤气由炉顶上升管,引导到回收系统。,1.,回收流程,焦炉,粗煤气,气液分离,氨水澄清,焦油,焦炉,粗煤气,初冷器,鼓风机,电捕焦油,器,脱萘,脱硫,脱氨,终冷器,脱苯,最终脱萘,焦炉净煤气,2.,焦炉煤气的性质,净化的焦炉煤气是无色的，有臭味的有毒气体。重度在,
8、0.4-0.5,千克,/,米,3,之间，发热量在,4000,大卡,/,米,3,左右，着火,温度为,550-650,，理论燃烧温度,2150,左右。焦炉煤气,与空气混合到一定的比例遇到明火或,550,以上的高温就会发,生强烈的爆炸。,焦炉煤气成分为例：,H,2,：,52.2%,CH,4:,23.3%,N,2,：,6.6%,CO,：,7.4%,O,2,：,0.1%,CO,2,：,7.4%,C,n,H,m,:3%,虽然其成分中含有,CO,的量比较少，但是也会造成人身,中毒事故。从上面可以看出，由于其成分中大部分是含有高,发热量的,H,2,和,CH,4,所以其具有很高的发热量。,转炉煤气（,LDG,）
9、,?,转炉煤气的产生,转炉煤气是在钢铁企业转炉炼钢过程中，氧气顶吹转炉吹炼，由于,铁水中的碳的氧化、产生了炉气，其炉气量的大小主要取决于吹氧量及,铁水含碳量的多少。因为炉内温度很高，所以碳的主要氧化物是一氧化,碳，也就是转炉煤气的主要成分。,?,原理,转炉煤气是由氧气同铁水中碳、硫、磷、硅、锰和钒元素氧化生,成的炉气和炉尘组成。氧气通过氧枪，从炉口上方伸入到距铁水面上适,当位置，以及一定压力进行吹炼。氧气在熔池内与铁水激烈搅拌，使铁,水中的各种元素及少量铁受到氧化，从铁水中分离出来，除碳以外的氧,化物，大部分逗留在渣中。铁的氧化物，特别是其中的氧化亚铁，与铁,水中的碳化合产生大量的,CO,，同
10、时放出大量的热能。在吹炼过程中，从,转炉中喷出的气体，即为转炉煤气。主要化学反应如下：,FeO+C=Fe+CO,?,转炉煤气的性质,转炉煤气中的,CO,含量可达到,50%-70%,，转炉煤气极易,造成人身中毒事故，爆炸范围更广。其发热量在,1700-2000,大卡,/,米,3,。,转炉煤气的回收期分三个阶段，前期,(2,分钟,),、,中期（,8-,10,分钟）、,后期,(2,分钟,),。转炉安有检测,CO,及,O,2,的含量决定,了回收的时机。回收的转炉煤气送入转炉煤气柜，然后供钢厂,自用。,发生炉煤气,?,发生炉煤气的简介,发生炉煤气不是钢铁企业生产过程中的副产煤气。,它是由专门的造气装置耗
11、煤产生的煤气。在一些特钢,企业，没有副产煤气，煤气的主要来源就靠发生炉煤,气供给。发生炉煤气是由固体燃料（煤、焦炭）在发,生炉内的加热过程中，通入空气及蒸汽使之不完全燃,烧而产生的煤气。净化后的发生炉煤气是无色的，有,焦炉煤气味道的可燃气体。含,CO,在,20%,左右，发热,量为,900-1500,大卡,/,米,3,，着火点,650-700,，理论,燃烧温度为,1300,，同样具有毒性，和空气混合一,定浓度可发生爆炸事故。爆炸范围,15%-80%,。,?,煤气中毒的概念,煤气中使人中毒的成分有,CO,、,H,2,S,和一些重碳氢化合物、,苯酚等，其中以,CO,的毒性最大。,?,一氧化碳的中毒机
12、理,CO,是一种窒息性毒气，被吸入后，经肺泡进入血液循,环系统。由于它与血液中的血红蛋白的亲和力比氧大,240,倍，,故人体吸入,CO,后即与血红蛋白结合，生成碳氧血红蛋白，,阻碍了血液中血红蛋白的携氧能力。碳氧血红蛋白无携氧,能力，又不易解离，解离速度比氧合血红蛋白慢,3600,倍。,燃气系统,煤气中毒事故,?,发生煤气中毒事故的原因,1,、煤气设备存在严重缺陷时，因煤气泄漏而发生中毒。,2,、缺乏安全意识，在煤气设备附近休息、打盹、睡觉。,3,、在停送煤气或煤气作业区域，不注意风向，或设备的残,留煤气处理不彻底，没有严格执行检测、检查制度。,4,、在煤气区域作业，当煤气超标时，强行蛮干，不
13、戴防毒,面具，不进行强制通风等。,5,、用水封煤气管道、设备时，由于水压低，煤气倒串到水,管中，引起中毒。,6,、煤气管网压力波动大，或煤气压力超过水封高度要求,时，造成水封水位被击穿，煤气泄漏。,7,、煤气区域的管道、设备附近未设明显警示标志，致使他,人贸然进入煤气区域或乱动煤气设备设施。,?,煤气中毒事故的预防,?,从事煤气作业人员上岗前，必须经过煤气安全知识教育培,训考试合格后方能上岗工作。,?,煤气区域应悬挂明显的安全警示牌，以防误入造成中毒。,1,、不要在煤气设备附近休息、打盹、睡觉。,2,、不要在挂“煤气危险禁止逗留”的标牌地方停留。,3,、不要在超过卫生标准的煤气区域工作而不又戴
14、防毒面具。,国标规定的一氧化碳浓度与对应的允许工作时间,CO,浓度,/m,g,m,-3,CO,浓度,/ppm,（,1,10,-6,）,允许工作时间,30,24,可以长时间工作,50,40,可以工作,1,小时,100,80,可以工作,0.5,小时,200,160,可以工作,1,5,20,分钟，,但间隔时间,2,小时,燃气系统,?,CO,中毒的症状及处理,?,一般可分为轻度中毒、中度中毒、重度中毒三种情况。,1,、轻度中毒：出现头痛、头昏、头沉重感、恶心、呕吐、全新疲乏无力、,耳鸣、,心悸、神志恍惚。可直接送附近卫生所或医院治疗。,2,、中度中毒：呼吸困难、心率加速，昏迷。立即在现场补给氧气，待中
15、,毒者恢复知觉，呼吸正常后，送医院治疗。,3,、重度中毒：大小便失禁、停止呼吸。应立即在现场实施人工呼吸，中,毒者未恢复知觉前，不准用车送往医院治疗未经医务人员允许，不得,中断对中毒者的一切急救措施。,?,为了利于抢救应先解开中毒者的衣扣、领扣、腰带、鞋带等一切阻碍,呼吸的装束，并且注意冬季对中毒者的保暖。,燃气系统,煤气爆炸事故,?,煤气爆炸是煤气的瞬时燃烧并产生高温、高压的冲击波，,从而造成强大的破坏力。空气、煤气混合物的爆炸特征,是其中煤气迅速燃尽，因而产生发热和瞬时急剧的膨胀。,?,煤气爆炸的条件是在一定容器内，煤气中混入空气或空,气中混入煤气，达到爆炸范围，遇明火、电火、或与达,到着
16、火温度的物体相遇，或达到该煤气的燃点以上温度，,在上述两条件同时具备的情况下，才能发生爆炸。,燃气系统,?,发生煤气爆炸事故的原因,?,煤气来源中断，管道内压力降低，造成空气吸入，使空气与煤气,混合物达到爆炸极限，遇火产生爆炸。,?,煤气设备检修时，煤气未吹扫干净，又未做化验，急于动火造成,爆炸。,?,炉窑等设备正压点火。,?,违章操作，先送煤气，后点火。,?,烧嘴关不严，煤气泄漏炉内，点火前未对炉膛进行通风处理。,?,煤气爆炸事故的预防,?,首先要杜绝煤气和空气混合而产生爆炸范围内的混合气体。,?,其次要避免高温和火源接触爆炸性混合物气体。,燃气系统,?,煤气爆炸事故的处理,?,煤气爆炸后未
17、引起煤气管道着火时，应立即切断煤气来源，,向设备内通入大量蒸汽或氮气以防止二次爆炸和着火，在,彻底切断煤气来源前，有关用户必须停用煤气。,?,煤气爆炸后引发煤气管道着火时，严禁切断煤气来源，应,按着火事故处理。,?,煤气爆炸事故后造成煤气大量泄露时，应指挥无关人员撤,离现场，以防止煤气中毒事故发生，同时组织切断煤气来,源，进行设备吹扫和处理工作。,?,在爆炸地点,40,米内严禁有火源和高温存在，以防着火事故。,?,煤气爆炸事故在未查明原因前不得引送煤气恢复生产。,燃气系统,各种煤气的爆炸界限（着火浓度界限）,?,高炉煤气：,下限：,30.84%,上限：,89.49%,?,焦炉煤气：,下限：,4
18、.72%,上限：,37.59%,?,转炉煤气：,下限：,18.22%,上限：,83.22%,?,液化石油气：,下限：,2%,上限：,8.92%,各种煤气的着火温度,?,高炉煤气：,700,800,?,焦炉煤气：,550,650,?,转炉煤气：,530,?,液化石油气：,365,460,燃气系统,煤气着火事故,?,煤气着火必须具备一定条件，一是要有足够的空气或氧气，,二是有明火、电火或达到各种煤气不同的着火温度。,?,发生煤气着火事故的原因,?,引起煤气事故多数是设备泄漏煤气遇火而引起燃烧。着火的,地点一般在人孔、法兰、放散阀、阀门、试验头等处煤气爆,炸事故的同时也会引起着火事故。其他原因还有：
19、,1,、煤气发生泄漏水封被击穿或被解除，煤气设施附近有火源,存在，引发着火事故。,2,、煤气设备及管道附近堆放易燃、易爆物品。,燃气系统,3,、带煤气作业或抽堵盲板时，使用铁制工具，由于敲打或,摩擦产生火花，也会引起着火。,4,、在运行的煤气设备管道上不采取安全措施进行动火作,业，很容易引起着火事故。,5,、煤气设备未设置可靠接地措施，雷击后也容易引起着火,事故。,6,、煤气设备停气后，未可靠的切断煤气来源，动火时易发,生着火事故。,7,、煤气管道置换合格后，动火部位的杂质清理不净也容易,引起管道内部的着火。,燃气系统,?,煤气着火事故的预防,?,防止煤气着火事故发生的根本方法就是破坏和避免煤
20、气着,火的两个必要条件同时存在。,1,、防止煤气泄漏,煤气设备、管道中一些部位应重点检查：阀芯、法兰、补,偿器、焊缝口、计量导管、铸铁管接头、排水器、风机轴,头、蝶阀轴头等。,2,、防止煤气接触火源,禁止明火，摩擦与碰撞引起的火源，高温表面及高热物，,电气火花，静电放电，雷电放电。,燃气系统,?,煤气着火事故的处理,?,由于设备不严密而轻微小漏引起的着火，可用湿泥、湿麻袋等堵,住着火处灭火。火熄灭后，再按有关规定补好漏处。,?,当直径在,100mm,以下的煤气管道着火时，可直接关阀门熄火。,?,当直径在,100mm,以上的煤气管道着火时，应逐渐关闭阀门降低,煤气压力，使火势减小后再向管内通入大量氮气（或蒸汽）灭火，,煤气压力最低不得小于,100Pa,。严禁突然完全关闭煤气阀门，以,防回火爆炸。,?,煤气设备烧红时，不得用水骤然冷却，以防管道和设备急剧收缩,造成变形和断裂。,?,煤气设备附近着火时，影响煤气设备温度升高，但未引起煤气,着火和设备烧坏时，可正常供气生产。但必须采取措施将火源隔,开并及时熄灭。当煤气设备温度不高时，可用水冷却设备。,燃气系统,
