煤氣基礎知識

煤氣基礎知識煤氣---是鋼鐵企業(yè)在生產過程中副產的一種優(yōu)質的氣體燃料，高爐煤氣、轉爐煤氣不僅是一種優(yōu)質的氣體燃料、而且是我們企業(yè)寶貴的能源財富。副產煤氣量占企業(yè)總能耗的比例在20%~40%，多數企業(yè)在30%以上。如何充分回收與利用副產煤氣，在鋼鐵企業(yè)能源平衡中占有重要的地位?，F代科學技術的發(fā)展給煤氣的利用開辟了廣闊的前景。煤氣的種類：根據應用目的不同，煤氣可分為化工原料煤氣、電力生產煤氣和燃料煤氣。根據熱值不同，煤氣可分為低熱值煤氣和中熱值煤氣。目前我們公司主要煤氣種類：轉爐煤氣和高爐煤氣。高爐煤氣：所謂高爐煤氣就是高爐煉鐵過程中產生的一種副產品。也就是焦炭和噴吹物在風口前燃燒，在高溫狀態(tài)下，過剩的碳元素進行下例反應：C+O2=CO2CO2+C=2CO生成了有CO、N2和少量H2組成的煤氣，稱為爐缸煤氣。而爐缸煤氣在向爐頂上升的過程中CO、CO2、N2和少量的H2組成，稱為高爐煤氣。一般高爐煤氣CO成分為23%~30%左右，高爐煤氣的質量較差、但產量很大，每生產1T生鐵大約可以得到1800m3高爐煤氣。高爐煤氣凈化系統(tǒng)流程布袋除塵器水器重力脫水器水器高爐布袋除塵器水器重力脫水器水器高爐上升管下降管調壓閥組過剩放散用戶用戶煤氣柜轉爐煤氣：轉爐煤氣是氧氣同鐵水中碳、硫、磷、硅、錳和釩等元素氧化成的爐氣，其中含有大量爐塵，轉爐冶煉時，氧氣通過氧槍，從爐口上方伸入到距鐵水面上適當位置，以一定壓力進行吹煉，氧氣在溶池內與鐵水激烈反應，使鐵水中的各種元素（雜質）及少量鐵受到氧化，從鐵水中分離出來。除碳以外的氧化物，大部分留在渣中。鐵的氧化物，特別是其中的氧化亞鐵，與鐵水中的碳化合產生大量的CO，同時放出大量的熱能，氧氣頂吹轉爐在吹煉過程中排除大量的紅棕色濃煙氣，即是轉爐煤氣，轉爐爐氣中，含有80%左右的CO、20%左右的CO2、氮氣以及微量氧氣和氧化物。在未經過除塵凈化之前，轉爐爐氣中每標立方米含塵量達150~200g左右，即使經過除塵后，也會含有一定的爐塵。轉爐煤氣的主要成分CO含量高達60%~80%，轉爐煤氣是無色、無味、有劇毒的可燃氣體，凈化后的轉爐煤氣極易造成人身中毒。轉爐煤氣與空氣或氧氣混合到一定比例（爆炸極限18.22%~83.22%），遇明火或700℃左右高溫就會爆炸。每煉一噸鋼可以回收轉爐煤氣50~70m3,每煉一噸鋼可以回收轉爐爐塵15~20㎏.轉爐煤氣凈化系統(tǒng)流程為：爐前冶煉氣化煙道冷卻一級文氏管溢流文氏管(一文)重力脫水器可調文氏管(二文)噴淋箱濕旋脫水器風機煤氣柜煤氣加壓站用戶。煤氣的三大特性：中毒、著火、爆炸高爐煤氣與轉爐煤氣的主要成分名稱COCO2H2N2CH4碳氫化合物高爐23~3016~181.051~560.2~0.50轉爐60~7015~201.010~2000煤氣的腐蝕性和毒性：副產煤氣中具有腐蝕性的成分主要有硫化氫（H2S）、二氧化碳（CO2）及氧氣（O2）。這些氣體只有在有水時才具有腐蝕性。H2S、CO2在水中呈酸性，O2在水中則具有氧化性腐蝕。因此，為了減少煤氣對管道的腐蝕，應去掉煤氣中的水分。具有毒性的煤氣成分（有的副產煤氣中無其中一些成分）有：硫化氫（H2S）、氨（NH3）、苯(C6H6)等。煤氣作為工業(yè)燃料優(yōu)勢：1、使用副產煤氣不必建設燃料儲存場所和設備，輸送結構簡單，燃燒設備簡單易操作，可節(jié)省占地、投資和操作費用。2、煤氣燃燒后產生的CO2較少，產生的SOx、NOx和顆粒物極少，無灰渣生成，對環(huán)保有利。3、燃燒便于溫度控制、溫度均勻、升溫平穩(wěn)、火焰清潔。4、由于煤氣與空氣混合物易形成爆炸極限氣體，煤氣使用過程中的泄漏、熄火、回火，因此煤氣在使用過程中的操作和管理要求要比其他氣體嚴格。閃然與閃點的概念：所謂閃燃---就是易燃或可燃液體面上的氣體會與空氣形成混合物，當火源接近時會發(fā)生瞬間（持續(xù)時間少于5S）火苗或閃光。閃點---就是引起閃燃的最低溫度。自燃：自然是可燃物質自行燃燒的現象，常溫可燃物質在沒有外界火源的直接作用下，因自行發(fā)熱或物質內部的物理、化學或生物反應過程所提供的熱量聚積起來，使其達到自然溫度，從而發(fā)生自行燃燒?？扇嘉镔|發(fā)生自燃的最低溫度稱為自然點。著火：無論是固體、液體或氣體的可燃物質與空氣共同存在，當達到某一溫度時與火源接觸即開始燃燒，這時將火源移走后仍然能繼續(xù)燃燒，直至將可燃物質燃燒盡為止。這種持續(xù)燃燒的現象就叫著火。煤氣發(fā)熱量：所謂煤氣的發(fā)熱量是指1m3（標準立方米）的煤氣完全燃燒時放出的熱量煤氣事故多發(fā)的原因：主要原因是，煤氣安全管理比較落后，對煤氣的特點及危害性沒有完全掌握，管理混亂，規(guī)章制度不健全，沒有建立必要的煤氣安全防護和搶救體制，安全責任人的素質差，尤其是煤氣專業(yè)人員，缺乏較完整的煤氣安全知識，違章違紀現象嚴重等。煤氣事故的突出特點：在煤氣生產和使用較多的行業(yè)中煤氣事故主要表現為煤氣中毒的重大傷亡事故。據統(tǒng)計1984~1990年冶金行業(yè)煤氣重大傷亡事故的件數占全冶金系統(tǒng)重大傷亡事故件數的19.2%，煤氣重大傷亡事故人數占冶金系統(tǒng)重大傷亡事故死亡人數的17.9%。煤氣中毒原理：因為煤氣中含有大量的CO，CO的化學活動性很強，能長時期與空氣混合在一起，CO被吸入人體后與血液中的血紅蛋白（Hb）結合，生成高能緩慢的碳氧血紅蛋白（HbCO），使血色素凝結，破壞了人體血液的輸氧機能，阻斷了血液輸氧，使人體內部組織缺氧而引起中毒。CO與血紅蛋白的結合能力比氧與血紅蛋白的結合能力大300倍，而碳氧血紅蛋白的分離比氧與血紅蛋白的分離慢3600倍。煤氣中毒癥狀可以分為：輕度中毒、中度中毒、重度中毒輕度中毒：表現為頭疼、腦暈、耳鳴、眼花、心悸、胸悶、惡心、嘔吐、全身乏力、兩腿沉重軟弱，一般不發(fā)生昏厥或僅有為時很短的昏厥，體征僅脈搏加快，血液中碳氧血紅蛋白的含量在20%以下，中毒人員如能迅速脫離中毒現場，吸入新鮮空氣，癥狀都能很快消失。中度中毒：中度人員如果仍然停留在中毒現場或短期吸入較高濃度的CO，上述癥狀明顯加重，全身軟弱無力，雙腿沉重麻木，不能邁步，最初意識還保持清醒，但已淡漠無欲，故此時雖然想離開危險區(qū)域，但已力不從心，不能自救，繼而很快意識模糊，大小便失禁，面頰呈櫻桃紅色，呼吸困難、脈搏加快，進而昏迷，對光反射遲鈍，血液中碳氧血紅蛋白含量在20%~50%,如及時搶救，數小時內蘇醒，數日恢復，一般無后遺癥出現。重度中毒：當中度中毒人員繼續(xù)吸入CO或短時間內大量吸入高濃度CO，中毒癥狀明顯加重，很快意識喪失，進入深度昏迷，并出現各種并發(fā)癥：腦水腫、休克或嚴重的心肌損害、肺水腫、呼吸衰竭、上消化道出血。如能得救也留有后遺癥，如偏癱、植物神經功能紊亂，中毒人員體內碳氧血紅蛋白在50%以上。造成煤氣中毒的主要原因：1、貫徹執(zhí)行安全制度不嚴格。違章作業(yè)造成。管理混亂，缺乏必要的安全監(jiān)護。2、由于煤氣設備、設施的設計失誤或不周，留下了先天性隱患，如相關的安全距離不符合規(guī)范要求等。3、新建、改建、擴建或經大修后的煤氣設備、設施，未經主管部門檢查驗收及試壓就急于投產，造成煤氣泄漏。4、煤氣設備有泄漏現象而且沒有及時被發(fā)現，工作人員沒有采取任何措施而在煤氣區(qū)域內作業(yè)或逗留。5、進入煤氣設備、管道內作業(yè)，沒有可靠地切斷煤氣來源。沒有進行安全檢測，貿然蠻干不戴防護面具。6、吹掃煤氣管道（設備）的氮氣未及時斷開，當氮氣壓力低于煤氣壓力時，造成煤氣到竄到氮氣管道，引起中毒。7、缺乏安全知識，用煤氣取暖或在煤氣設施附近取暖休息。生活設施與煤氣設施相通，煤氣竄入生活設施，在煤氣設備或設施附近蓋房子設休息室，處于煤氣泄漏危險區(qū)域內。8、用水封煤氣管道、設備時，由于水壓低，煤氣倒竄到水管中，引起煤氣中毒。煤氣水封停水，而水封排污閥漏水使水封水位降低造成煤氣泄漏。9、對煤氣管網、V型水封、排水器等設施缺乏有效的管理，檢查不到位，造成虧水，補水量不足，使大量煤氣泄漏。10、當煤氣管網壓力波動大，或煤氣壓力超過水封高度要求時，造成水封水位被擊穿，煤氣泄漏。11、煤氣地區(qū)的管道、設備附近未設明顯警示標志，致使他人貿然進入煤氣地區(qū)或亂動煤氣設備設施。12、停送煤氣作業(yè)發(fā)生誤操作或煤氣設施未封閉就送煤氣，造成大量煤氣外泄。13、煤氣設備或設施年久失修腐蝕泄漏煤氣。14、煤氣放散管的高度不夠或距生活區(qū)較近，或煤氣沒有點燃就放散等。防止煤氣中毒的安全規(guī)定：1、在煤氣設備上的動火檢查，必須辦理動火簽證，防護人員要到現場監(jiān)護，否則不能進行施工。2、進入煤氣設備內部工作（煤氣管道）必須先可靠地切斷煤氣來源，經過氮氣置換，檢測合格后，經煤防專業(yè)人員同意，方可入內工作，施工現場并設有專人監(jiān)護。3、凡是從事帶煤氣作業(yè)，必須佩帶好防護面具，現場有人監(jiān)護，防止無關人員進入煤氣區(qū)域。4、在煤氣放散過程中，放散上風側20米，下方側40米禁止有人，并設有警示線，防止誤入。5、煤氣設備管道打開人孔時，要側開身子，防止煤氣中毒。6、嚴禁在煤氣區(qū)域停留、睡覺或取暖。7、對煤氣設備，特別是（排水器、閥門、管道等），應有定期檢查泄漏規(guī)定，發(fā)現有泄漏要及時處理。8、煤氣操作人員進行檢查時，必須攜帶CO報警器，發(fā)現CO超標必須要及時處理。9、在生產、操作、施工中，如CO含量超過50mg/m3時，應采取通風或佩帶防護面具。10、發(fā)生煤氣中毒事故或煤氣設備和管網發(fā)生泄漏時，搶救人員必須佩帶空氣呼吸器或防護面具，嚴禁冒險搶救或進入泄漏區(qū)域。在煤氣區(qū)域內工作，CO含量規(guī)定如下：當 CO含量不超過30mg/m3時，可以較長時間工作；當 CO含量不超過50mg/m3時，連續(xù)工作時間不得超過1h;當 CO含量不超過100mg/m3時，連續(xù)工作時間不得超過30min;當CO含量不超過200mg/m3時，連續(xù)工作時間不得超過15~20min;煤氣著火的（三要素）三個條件：著火的三要素：（火源、燃料、空氣或氧氣）1、具備一定的可燃物濃度，可燃物濃度達到著火極限或著火范圍（即爆炸極限），否則不能燃燒。2、要有足夠空氣或氧氣。3、要有明火或達到煤氣燃點以上的高溫。發(fā)生煤氣著火事故應采取的措施：1、直徑小于100mm的管道著火，可以直接關閉閥門。2、直徑大于100mm在管道著火，應將煤氣來源逐漸關?。簹鈮毫Σ坏玫陀?00Pa），通入大量的氮氣滅火，火撲滅后，關閉閥門，嚴禁火焰撲滅前，突然完全切斷煤氣來源，以防止回火爆炸，同時，要切斷火勢威脅的電源。發(fā)生煤氣泄漏和著火事故：1、當發(fā)生煤氣大量泄漏或著火時，事故的第一發(fā)現者應立即向有關部門報告，并打電話報警。處理泄漏著火事故的程序：處理煤氣泄漏及著火的基本程序：主要有一降壓、二滅火、三堵漏，具體程序如下：1、由于設備部嚴密引起的輕微小泄漏引起的著火，可用濕黃泥、濕麻袋等堵住著火處，使其熄火，然后再按有關規(guī)定處理泄漏。直徑小于或等于100mm的煤氣管道著火，可直接關閉煤氣閥門滅火。2、當直徑大于100mm的設備后管道因泄漏嚴重，管道著火，切記，不能立即把煤氣切斷，以防回火爆炸。應采取以下滅火方法：停止該管道其他用戶使用煤氣，先將煤氣來源的總閥門關閉2/3，適當降低煤氣壓力，應注意煤氣壓力不得低于50~100Pa，嚴禁突然關閉煤氣總閥門。同時可以向管道內通大量的氮氣，降低煤氣含量，氮氣含量達到35%以上時火自滅。3、在通風不良的場所，煤氣壓力降低前不要滅火，否則，滅火后煤氣仍大量泄漏，會形成爆炸性氣體，遇燒紅的設施或火花，可能引起爆炸。4、有關的煤氣閥門、壓力表、滅火用的氮氣閥門等應指派專人操作和看管。5、煤氣設備燒紅時不得用水驟然冷卻，以防管道和設備急劇收縮造成變形和斷裂。6、煤氣設備附近著火，造成煤氣設備溫度升高，但還未引起煤氣著火和設備燒壞時，可以正常生產，但必須采取將火源隔開，并及時滅火，當煤氣設備溫度不高時，可打水冷卻設備。7、煤氣管道內部著火，可將設備的人孔、放散閥等一切與大氣相通的附屬孔關閉，使其隔絕空氣自然熄火，或通入氮氣滅火，滅火后切短煤氣來源，再按有關規(guī)定處理。但滅火后不要停送氮氣，以防止設施自燃引起爆炸。8、煤氣管道的排水器著火時，應立即補水至溢流狀態(tài)，然后在處理排水器。9、在滅火過程中，尤其是火焰熄滅后，要防止煤氣中毒，撲救人員應配置煤氣檢測儀器和防毒面具。10、滅火后，要立即對煤氣泄漏部位進行處理，對現場易燃物進行處理，防止復燃。11、火災處理后恢復同期前，應仔細檢查，保證管道設施完好并進行置換操作后才允許通氣。煤氣爆炸的條件：煤氣爆炸的條件是在一定容器中，煤氣與空氣混合成一定比例，形成爆炸性混合氣體，達到爆炸范圍，遇明火或高溫引起的爆炸。煤氣、空氣、明火或高溫是爆炸三個重要因素，三者缺一不可。煤氣管道內產生爆炸的原因：1、煤氣管道開始送煤氣時，由于煤氣與空氣混合形成爆炸混合物，遇火即可發(fā)生爆炸。2、如果在送氣時，由于某種原因，管道內有火源，就可能在送煤氣過程中發(fā)生爆炸事故，3、煤氣管道停送煤氣時，如果煤氣未處理干凈而與空氣混合形成爆炸混合物，遇火也發(fā)生爆炸。4、在生產過程中煤氣管道由于某種原因產生負壓，空氣通過未關閉的燃燒器或其他不嚴密出滲漏到煤氣管道內形成爆炸混合物，遇火爆炸。5、在已停用的煤氣管段上，雖然煤氣已經處理干凈，但由于某些預想不到的原因，由生產中的煤氣管段繼續(xù)向停用的管段滲漏煤氣而產生爆炸。導致煤氣爆炸事故發(fā)生的原因：1、煤氣來源中斷，管道內壓力降低，造成空氣吸入，使空氣與煤氣混合物達到爆炸極限范圍，遇火發(fā)生爆炸。2、停氣的設備與運行的設備只用閘閥或水封斷開，沒有用盲板或水封與閘閥聯合切斷，造成煤氣竄入停氣設備，動火時引起煤氣爆炸。3、煤氣設備停氣后，煤氣未吹掃干凈，又未做試驗，急于動火造成殘余煤氣爆炸。4、煤氣設備在送氣前未按規(guī)定進行吹掃，管道內的空氣與煤氣形成混合氣體，在未做爆發(fā)試驗的情況下，冒險點火造成煤氣爆炸。5、用戶點（石灰窯等）