冶金企业煤气知识

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1、冶金企业煤气知识 安全培训,液化石油气,液化石油气是开采炼制石油过程中，作为副产品而获得的一部分炭氢化合物。主要成分为丙烷（C3H8）、丙烯（C3H6）、丁烷（C4H10）、丁烯（C4H8）习惯上称为C3、C4。在常温常压下呈气态，当压力升高或温度降低时，很容易转变为液态。从气态转变为液态体积约缩小250倍。气态液化石油气的热值约为92100-121400kJ/Nm3，液态液化石油气的热值约为45200-46100kJ/kg。,基础知识,钢铁企业在生产过程产生的煤气，约占企业总能量的30-40%，是企业中最重要的二次能源。 能源一般分为二大类，即一次能源和二次能源。一次能源为自然界本身就存在的

2、能源，二次能源多为由一次能源转换而来。节约能源，提高能源利用率与减少大气污染，改善环境治本措施之一。节约能源提高能源利用率是降低企业生产成本，提高社会经济消益的重要途径。我国对能源的工作基本方针，一是开发和节约并重，二是技术改造和结构改革要以节能为重点。节能是我国经济发展的长期战略目标。,煤气定义,煤气狭义定义：用煤加工而成，用来燃烧的气体。如焦炉煤气、发生炉煤气。煤气广义定义：即为燃气，是指包括煤气、液化石油气、天然气、沼气在内的所有可燃气体。煤气作为燃料的优点是，（1）易充分燃烧，热效率高，合理利用能源；（2）点火、燃烧控制简单，便于操作，较容易实现自动化控制；（3）保护环境，减少污染，改

3、善生产作业环境；（4）有利于减轻劳动强度和减轻城市交通运输负担；（5）易预热，故可提高燃烧温度。,煤气分类：,（1）按煤气来源分类 天然气 人工煤气 固体燃料干馏煤气固体燃料气化气 油制气高炉煤气转炉煤气 液化石油气沼气 （2）按煤气热值分类工业上根据煤气热值，将煤气分为高热值煤气、中热值煤气、低热值煤气等三大类。 低热值煤气 7530KJ/Nm3 （1800Kcal/Nm3） 中热值煤气 7530-15050KJ/Nm3（1800-3600 Kcal/Nm3） 高热值煤气 15050KJ/Nm3 （3600 Kcal/Nm3）,天然气,定义：天然气是通过钻井从地层开采出来。如果开采出来不含石

4、油，这种然气称为纯天然气（或天然气）既是制取合成氨、碳黑、乙炔等化工产品的原料气，又是优质燃料气。主要成分是CH490%，Q KJ/Nm3 （8500 Kcal/Sm3） ，爆炸极限5-15%,人工煤气,固体燃料干馏煤气煤气中的CH4和H2含量较高。热值一般在16700kJ/Nm3左右。如焦 炉煤气。 固体燃料气化气用煤做原料采用氧气和水蒸汽等作气化剂。如发生炉煤气。 油制气 利用重油制取城市煤气 高炉煤气 转炉煤气,沼气,各种有机物在隔绝空气的条件下发酵，并在微生物的作用下产生的可燃气体。组分中CH4的含量约为60%，CO2约为35%,冶金企业四大煤气,焦炉煤气、 高炉煤气、 转炉煤气、 发

5、生炉煤气（着火温度为610度）,煤气成分,冶金工业副产煤气主要有焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气。其组成见下表,煤气中为可燃气体的成分是： CO、H2、CH4、CnHm等。煤气中为不可燃气体的成分是： CO2、N2等煤气中O2为助燃物对人体有毒的物质有一氧化碳（CO）、硫化氢(H2S)、氰化氢（HCN）及苯类等物质；易引起人体窒息的物质有二氧化碳（CO2）、氮气（N2）等。,煤气性质,煤气具有易燃、易爆、有毒煤气热值是指标准状况下一标准立方米煤气完全燃烧时所释放的热量，单位是J/ Nm3。单位体积燃气完全燃烧后，并将燃烧产物中的水蒸汽冷却到0 的水所放出的热量也计算在内的发热量称为高热值；单位体积

6、燃气完全燃烧后，将燃烧产物中的水蒸气冷却到20时所放出的热量称为低热值。爆炸浓度极限；可燃气体和空气的混合遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。在这种混合中当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的那一含量，称为可燃气体的爆炸下限，而当可燃气体的含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的那一含量，称为可燃气体的爆炸上限。,理论燃烧温度：在绝热的条件下，考虑燃烧产物的高温热分解损失，并且燃烧为实际状态（对应于理想状态）下的完全燃烧，此时所计算出的燃烧温度为理论燃烧温度（用tC表示）。这里只是没有考虑火焰对热设备的散热。理论燃烧温度表明某种成分的燃料在某一燃烧条件下所能达到的最高温度 。T

7、C=（Q低+Q空+Q燃-Q分）/VnC产 式中：Q低燃料的低位热值 ； Q空空气带入的热量； Q燃燃料带入的热量 ； Q分烟气分解热损失； Vn烟气组分的实际生成量 ； C产烟气组分在定压下的比热容。,实际燃烧温度：实际的燃烧过程中火焰必定向热设备传热，燃烧也可能存在不完全燃烧等热损失。在理论燃烧温度基础上考虑了这些火焰的实际热损失所得到的温度就是实际燃烧温度（用ta表示），它是该炉所能达到的最高温度。实际燃烧温度通常以经验数据-炉温系数L来估算实际燃烧温度。炉温系数亦为炉温效率。ta=LtC 式中-L炉温效率，室式加热炉0.750.8 台车炉0.700.75 连续加热炉0.700.80 均热

8、炉0.680.73加热炉的实际炉温：加热炉的实际温度是指加热炉内的气氛温度。在轧钢加热炉中，一般将加热段的炉温视为实际炉温。提高燃烧温度的方法：提高燃烧温度的方法有：(1)提高燃料的热值； （2）预热空气和燃料；（3）合理控制空燃比,理论空气需要量的计算可通过煤气体积成分计算和近似计算：(1)已知煤气体积成分,通过煤气体积成分计算L0=0.5H2+0.5CO+2CH4+(n+m/4)CnHm+1.5H2S-O2/21式中L0表示理论空气需要量H2表示煤气中H2%的体积成分CO表示煤气中CO%的体积成分CH4表示煤气中CH4%的体积成分CnHm表示煤气中CnHm%的体积成分H2S表示煤气中H2S

9、%的体积成分O2 表示煤气中O2 %的体积成分(2)已知煤气低热值,通过近似计算Q低10500kJ/Nm3时 L0=0.26 Q低/1000-0.25通过近似计算，理论上一立方米焦炉煤气（低热值为17556kJ/ Nm3）、高炉煤气（低热值为3553kJ/ Nm3）、转炉煤气（低热值为7524kJ/ Nm3）、混合煤气（9600kJ/m3）完全燃烧时，分别约需4.31、0.74、1.57、2.01 m3空气。,焦炉煤气（COG）,焦炉煤气是炼焦煤在炭化室内，隔绝空气加强热干馏而产生的一种气体。焦炉煤气从焦炉出来的煤气称为荒煤气，含有萘、焦油、硫化氢等杂质，需经处理后，才能使用。焦炉煤气的净化工

10、艺为：焦炉炭化室-集气管-气液分离器立管初冷器横管初冷器旋风分离器鼓风机电捕焦油器氨萘塔脱硫塔喷淋式饱和器终冷塔洗苯塔。焦炉煤气具有无色、有味、易燃、易爆、有毒的特性。热值在167200-183920KJ/Nm3（4000-4400 Kcal/Nm3） ，爆炸极限为4-37% ，密度为0.45-0.5 Kg/Nm3,着火温度为500-550,燃烧温度为2150 .杂质有；萘、焦油易堵塞管道和设备。氨、硫化氢易腐蚀管道和设备。,高炉煤气（BFG）,高炉煤气是高炉炼铁过程中产生的副产气体。从高炉出来的煤气因含有大量的烟尘，称为荒煤气，需经过洗涤后，将煤气含尘量降至10mg/ Nm3以下，才能送往用

11、户使用。高炉煤气净化流程：从高炉炉顶 - 重力除尘器 -干法布袋除尘器 净煤气管 - TRT - 高炉煤气总管。I - 减压阀组 - I 高炉煤气具有无色、无味、易燃、易爆、有较强毒性的特性。热值在3344-4180KJ/Nm3（800-1000 Kcal/Nm3） ，爆炸极限为30-70% ，密度约为1.33 Kg/Nm3,着火温度约为650,燃烧温度为1350-1450 .主要杂质是粉尘易堵塞管道和设备。,当高炉正常运行时， 进入布袋除尘器的荒煤气温度为120T300，煤气流经布袋除尘器得以净化(净化后的煤气含尘量保证值10mg/m3，正常工作状态下5mg/m3，净煤气经调压阀组，经净煤气

12、管上的插板阀及蝶阀进入净煤气总管。 当高炉处于非正常运行时，荒煤气温度将可能处于300T450或T120。进入布袋除尘器的荒煤气温度过高或过低都将会影响布袋的正常工作，煤气温度过高，则会烧损布袋；煤气温度过低，煤气可能结露，会使布袋除尘及清灰工作发生困难。荒煤气温度过高(300450)时，则在高炉炉顶或重力除尘器采用喷水等降温措施， 使进入布袋除尘器的荒煤气温度处于120300，保证布袋除尘器正常工作。为了防止煤气可能结露，对荒煤气管道、布袋除尘器等进行保温；为提高供热风炉煤气温度，对部分净煤气管道也进行保温。,布袋除尘及清灰,每个除尘器箱体配有14 个脉冲阀，脉冲阀的开、关由PLC 控制。箱

13、体需清灰时，首先关闭该箱体出口管上的气动蝶阀，由PLC 控制14 个脉冲阀，每个脉冲阀喷吹一次，喷氮时间为0.10.2s(时间可调)，相邻两个脉冲阀喷氮时间间隔6s(时间可调)，14 个脉冲阀依次吹完后，打开出口管上的气动蝶阀，箱体重新进入正常工作状态。相邻两个箱体清灰时间间隔16s(时间可调)，12 个箱体依次吹完。在生产运行中可设定时间由PLC 控制自动清灰(设定时间可按生产情况进行调整)，也可由箱体进出口总管煤气压差控制清灰(设计压差4.5KPa，即自动清灰)。 除尘器排灰系统 各除尘器煤气粉尘积存在除尘器锥体和中间灰斗，排灰时经2 条链式埋刮板机连续输送至2 台粉尘加湿搅拌机加湿后直接

14、装车外运。具体做法是2 台链式埋刮板机上各连着6 台除尘器的中间灰斗，中间灰斗的粉尘经给料机均匀卸入埋刮机，埋刮机将粉尘送至加湿机，加湿机下部设有一条运灰通道，运灰车(自翻式拖拉机或小型卡车)直接到加湿机下部装灰。布袋除尘器下部有一个锥形集灰斗、中间灰斗、给料机、链式埋刮板机、粉尘加湿搅拌机，其排灰流程如下： 除尘器集灰斗 上部气动球阀 中间灰斗 下部气动球阀 给料机 链式埋刮板机 粉尘加湿搅拌机 运灰车 外运,转炉煤气（LDG）,转炉煤气是转炉炼钢过程中铁水中的碳与氧气发生激烈的化学反应而产生。从转炉出来的煤气因含有大量的烟尘，称为荒煤气，需经过洗涤后，将煤气含尘量降至100(老企业改造15

15、0)mg/ Nm3以下，进入气柜。通过电除尘进一步将含尘量降至10 mg/ Nm3以下，才能供用户使用。转炉煤气回收一般采用“OG”法。即“转炉煤气二文一塔、湿法、高压冷却除尘回收系统”系统组成如下：转炉活动烟罩汽化冷却烟道一文重力脱水器二文90度弯头脱水器湿旋脱水器一次风机三通阀水封逆止阀COO2分析V型水封阀气柜（三通阀放散塔点火燃烧放散） 转炉煤气具有无色、无味、易燃、易爆、有剧毒的特性。热值在-KJ/Nm3（1300-2000 Kcal/Nm3） ，爆炸极限为12-75% ，密度约为1.36 Kg/Nm3,着火温度约为610。,煤气安全,煤气具有易燃、易爆、有毒的特性，也就决定了煤气容

16、易发生着火、爆炸、中毒等事故。着火、爆炸、中毒等事故称为煤气的三大事故,中毒,原因：煤气中毒实际上是CO中毒。煤气泄漏、不完全燃烧。 煤气使人中毒的机理:因为煤气中含有大量的CO，从上表看约占30%，而CO是一种无色、无味的气体，化学活动性很强，能长时间与空气混合在一起。CO被吸入人体后，与人体内红血球中血色素结合成碳氧血色素，使血色素凝结，破坏了人体血液的输氧机能，阻碍了生命所需的氧气的供应，使人体内部组织缺氧而引起中毒。CO与血色素的结合能力比氧与血色素的结合能力大300倍，而炭氧血色素的分离，要比氧与血色素的分离慢3600倍。当34的血色素被CO凝结后，人很快就会死亡；当炭氧血色素为15)时，人即发生喘息；13时发生头疼、敏感和疲倦；12时发生昏迷，并在兴奋时发生昏厥。80%时呼吸停止并迅速的死去。,