煤气安全技术知识

职工培训系列课件煤气安全技术知识1.概述冶金煤气分类冶金煤气为原料到冶炼过程的副产品，根据工序划分为以下几类：焦炉煤气(城市煤气)高炉煤气转炉煤气富氧竖炉煤气铁合金炉煤气另外，如果燃气资源量不足根据情况生产发生炉煤气或引进天然气、液化石油气等。焦炉煤气生产工艺介绍WSA冷却器硫铵成品库入厂煤化验验收贮煤罐配煤粉碎机贮煤塔炼焦炉晾焦台大振筛小振筛焦仓干熄炉横管冷却器鼓风机终冷塔洗苯塔饱和器管式炉脱苯塔重苯罐成品库结晶槽硫化床干燥机硫铵包装机焦油氨水分离槽焦油成品离心机脱硫塔煤气管网解析塔燃烧炉转化塔硫酸储罐轻苯罐销售外发超级离心机采样焦炭气体运焦作业区炼焦作业区煤备作业区化验室电捕荒煤气冷凝液烟煤干馏1270℃，析出烷烃类气体经过裂解形成荒煤气销售外发焦炭燃烧：O2+2C→2CO800℃以下，间接还原，3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2Fe3O4+CO→3FeO+CO2FeO+CO→Fe+CO21100℃以上，直接还原，FeO+CO→Fe+CO2CO2+C→2COFeO+C→Fe+CO高炉煤气生产工艺介绍4350高炉重力除尘环缝洗涤塔减压阀组干法除尘填料脱水器填料脱水器放散塔热风炉总管网总管网热风炉放散塔填料脱水器干法除尘减压阀组湿法除尘重力除尘1800高炉高炉煤气高炉煤气高炉煤气生产工艺介绍转炉煤气生产工艺介绍转炉吹氧脱碳产生转炉煤气燃气单一组份气体的性质可燃气体成分：CO、H2、CH4、CmHn、H2S不可燃气体成分：CO2、N2水蒸气和少量的氧气氢气是世界上已知的最轻的气体。它的密度非常小，只有空气的1/14，即在标准大气压,0℃下，氢气的密度为0.0899g/L。氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体。难溶于水，燃烧产生淡蓝色的火焰，热值：2578kcal/m3，爆炸上限%(V/V)：75，爆炸下限%(V/V)：4，着火温度：580℃氢虽无毒，在生理上对人体是惰性的，但若空气中氢含量增高，将引起缺氧性窒息。直接接触液氢将引起冻伤。一氧化碳是无色、无臭、无味、有毒的气体，标准状况下气体密度为l.25g/L,和空气密度(标准状况下)1.293g/L相差很小，这也是容易发生煤气中毒的因素之一.不易溶于水。燃烧时发出蓝色的火焰，放出大量的热。热值：3020kcal/m3，爆炸上限%(V/V)：74，爆炸下限%(V/V)：12.5，着火温度：644-658℃CO属血液窒息性气体甲烷是最简单的有机物，也是含碳量最小（含氢量最大）的烃，是沼气、天然气、坑道气、煤气和油田气的主要成分。甲烷是无色、无味、可燃的气体。甲烷对空气的重量比是0.54，比空气约轻一半。甲烷难溶于水，甲烷燃烧产生明亮的蓝色火焰，热值：8576kcal/m3，爆炸上限%(V/V)：15，爆炸下限%(V/V)：5.3，着火温度：650-750℃健康危害：甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息，有单纯性窒息作用。当空气中甲烷达25%-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时远离，可致窒息死亡。皮肤接触液化的甲烷，可致冻伤。有害燃烧产物：一氧化碳。硫化氢是一种无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体，溶于水，比重1.19。易燃气体，火焰为蓝色。热值５５８５kcal/m3，爆炸上限%(V/V)：４５，爆炸下限%(V/V)：４，着火温度：３６４℃。硫化氢极毒，是强烈的神经毒素，对粘膜有强烈刺激作用。人吸入浓度为０.１％的H2S在数秒钟内即可死亡。此外，硫化氢的化学活动性极大，电化学失重腐蚀、“氢脆”和硫化物应力腐蚀、破裂等对金属管线的腐蚀作用强烈。中国(TJ36-79)车间空气中有害物质的最高容许浓度：10毫克/立方米中国(TJ36-79)居住区大气中有害物质的最高容许浓度：0.01毫克/立方米(一次值)ＣＯ２常温下是一种无色无味气体，不燃，无毒性。密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰。二氧化碳认为是造成温室效应的主要来源。燃气化学成分比较成分COH2CH4O2N2CO2CnHm热值（MJ/Nm3）焦炉煤气5.962.123.40.65.21.5116.70转炉煤气60.292.520.090.8119.9116.3807.93高炉煤气24.063.070.020.5852.120.1803.38天然气0.18091.30.22.81.53.835.40易燃、易爆性：焦炉煤气天然气转炉煤气高炉煤气CO毒性：转炉煤气高炉煤气焦炉煤气天然气2010年太钢燃气成分统计特性分析1、原理：（1）易燃性：2H2+O2→2H2OCnHm+(n+m/4)O2→(m/2)H2O+nCO22CO+O2→2CO2燃烧必要条件：可燃物+助燃物+着火源焦炉煤气：550-650℃高炉煤气：~750℃左右转炉煤气：~530℃混合煤气：650～750℃天然气：~550℃左右着火能源火2、易爆性：化学爆炸+物理爆炸（燃烧热）（压力升高）条件：可燃气与含氧气混合物+相对密闭空间+着火能源几种燃气爆炸极限比较燃气爆炸极限（空气中体积）%下限上限高炉煤气35.072.0转炉煤气12.574.0天然气5.015.0焦炉煤气4.535.8爆炸范围（爆炸极限）：爆炸范围是指可燃物质（可燃气体、蒸汽和粉尘）与空气（或氧气）必须在一定的含量范围内均匀混合，形成预混气，遇到着火源才会发生爆炸，这一含量范围称为爆炸极限。而爆炸范围中浓度低的一端叫爆炸下限，高的一端叫爆炸上限。3、易中毒：CO含量高条件：CO浓度+时间单位换算：COO2CO含量工作时间30mg/m3(24ppm)可较长时间工作50mg/m3(40ppm)入内连续工作时间不应超过1h100mg/m3(80ppm入内连续工作时间不应超过0.5h200mg/m3(160ppm)入内连续工作时间不应超过15min~20min2、基本概念：热值重度、比重温度、压力、流量回火、脱火热值(1)热值概念：指每一标准立方米（1Nm3）燃气完全燃烧时放出的热量。低位热值=高位热值-水蒸气凝结热单位：Kcal/Nm3、MJ/Nm3单位换算：1Cal=4.1868J(2)计算方法：2H2+O2→2H2O+Qd1mol1/2mol1mol1Nm31/2Nm31Nm310.76MJ/Nm32CO+O2→2CO2+Qd1mol1/2mol1mol1Nm31/2Nm31Nm312.64MJ/Nm3CH4+2O2→CO2+2H2O+Qd1mol2mol1mol2mol1Nm32Nm31Nm32Nm335.71MJ/Nm3C2H4+3O2→2CO2+2H2O+Qd1mol3mol2mol2mol1Nm33Nm32Nm32Nm359.06MJ/Nm3焦炉煤气体积含量单位发热量成分热量可燃成分（%）（MJ/Nm3）（MJ/Nm3）CO5.912.640.75H262.110.766.68CH423.435.718.36C2H41.059.060.59综合计算92.416.38(3)检测方法：成份分析法（气相色谱仪）燃烧法（燃烧式热值仪）冶金燃气热值：天然气：35.4MJ/Nm3焦炉煤气：16.7MJ/Nm3转炉煤气：7.93MJ/Nm3高炉煤气：3.38MJ/Nm3混合燃气热值计算公式：Qm=QcVc+QBVB+QNVNQm——混合燃气热值，MJ/Nm3Qc，QB，QN——单种燃气热值，MJ/Nm3Vc，VB，VN——单种燃气体积百分比，%重度、比重（1）重度:指单位体积燃气所含物质的重量。公式：γ＝G/V单位：Kg/m3，Kgf/m3（密度：ρ＝M/V,单位Kg/m3）重度与密度区别：重度用于工程单位制，密度用于国际单位制。关系：γ＝ρg（2）比重：燃气重度与同状态下空气重度的比值公式：S＝γ/γaSm＝γ/1.293（3）几种燃气重度比较燃气重度γ（Kg/m3）比重S（空气＝1）高炉煤气1.331.03转炉煤气1.341.04焦炉煤气0.460.36天然气0.740.57温度、压力、流量（1）温度a.概念：表示物质冷热特性和程度的参数。b.表示方法：摄氏温标t，℃绝对温标T，KT＝273.15+tc.检测方法：固定螺纹管接头式热电阻双金属温度计SBW系列温度变送器d.注意事项：采用蒸汽吹扫煤气管道设备时防止膜盒式温度表超量程，导致检测设备内部机械损坏。（2）压力a.概念：煤气的压力强度，即煤气对容器壁单位面积上的作用力b.表示方法：绝对压力：以绝对真空为基准的气体压力相对压力：以大气压为基准的气体压力表压力：即压力表上的读数，也为相对压力。指测量容器内绝对压力与周围大气压之差。关系：P（绝对压力）=B（大气压力）+Pb（表压）c.单位：Pa,mmHg,mmH2O,atm,bar。换算：1atm＝1bar＝101.325KPa＝760mmHg＝10.3mH2Od.真空度：表压力的负压值的大小。真空度＝(∣Pb∣/大气压)×100%e.压力检测：现场显示：弹簧式压力表远传显示：压力变送器+显示仪f.注意事项：煤气管道设备进行吹扫时关闭压力导管控制阀，防止蒸汽烧损压力检测设备，或吹扫介质高压冲击造成检测设备机械损坏。（3）流量a.分类：质量流量：Kg/h体积流量：Nm3/h关系：质量流量＝体积流量×密度b.体积流量计算公式：C0—孔流系数A0—孔板小孔截面积εk—介质体积膨胀系数P1和P2—孔板前后压力ρ—孔板处介质密度（根据孔板处介质压力和温度计算）c.注意事项：煤气管道设备进行吹扫时防止吹扫介质产生的超温、超压对流量检测装置的损坏。（1）回火：当混合气体（燃气和空气）流速比火焰速度慢时，火焰回到烧嘴中去，即发生了回火事故。轻微时发生鸣爆，严重时爆炸。助燃空气煤气正常煤气压力太低助燃空气回火回火脱火（2）脱火：当混合气体流速过快，火焰将远离烧嘴,即发生吹灭、吹飞的脱火事故。助燃空气煤气压力太高脱火焦炉煤气的生产及其利用焦炉煤气生产原理：干馏：炼焦煤在隔绝空气条件下加热煤炭100～200℃＞350℃400～500℃450～550℃＞550℃＞1000～1300℃＞800℃胶质体半焦黑色焦炭水分大部分煤气（、、、）焦油煤气()银灰色焦炭桥管荒煤气汽液分离器初冷器80-85℃25-40℃电捕焦加压机NH3.H2O800℃焦油冷水焦油6.0KPa饱和器NH3终冷器洗苯塔萘油脱硫乙醇胺苯H2S净煤气管网管网50Pa焦炉煤气的综合利用a.用作气体燃料。目前我公司焦炉煤气用来供给加热燃烧设备，直接燃烧，譬如热连轧加热炉、高炉热风炉、炼钢烤包、发电锅炉等。b.利用焦炉煤气发电。我国许多焦化企业将剩余焦炉煤气用于发电，发电形式有三种，分别为蒸汽发电（热电联产）、燃气轮机发电和内燃机发电。c.利用焦炉煤气制氢。焦炉煤气中氢含量达到55%～60%，BOC公司利用焦炉煤气变压吸附制氢（PSA）从冷焦炉煤气中分离氢气，制取氢气纯度99.99%。d.利用焦炉煤气作为生产直接还原铁还原剂。氢的还原潜能是一氧化碳的14倍，利用焦炉煤气加工还原剂炼铁可以降低炼铁焦比，还原铁的金属率可达94%。e.利用焦炉煤气在高炉中喷吹炼铁。因氢气的还原潜能与一氧化碳的还原潜能之比为14：1，计算焦炭的还原当量与焦炉煤气的还原当量之比为1：1，因此焦炉煤气通入高炉替代焦炭作为还原剂，提高焦煤资源的利用率，缓解焦煤紧张问题。f.利用焦炉煤气作为化工原料生产合成气。焦炉煤气制合成氨—尿素或生产甲醇或提取有效成份合成天然气（SNG/CNG/LNG）。h.利用焦炉煤气直接生产合成气。焦化厂直接生产焦炭和还原性气体，即高温荒焦煤气从炭化室收集后直接经过热裂解炉，将焦炉煤气中的煤焦油、粗笨、氨、萘等有机物热裂解成以CO和H2为主要成分的合成气体。该合成气体可以作为生产合成氨、生产甲醇—二甲醚等的原料气，也可以生产直接还原铁。高炉煤气及其利用（1）.高炉炼铁原理冶炼过程中，炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内，高温热风从下部风口鼓入，与焦炭反应生成高温还原性煤气；炉料在下降过