煤气基础知识

1、煤气基础知识一：煤气的定义 通常所说的煤气，从广义上说指的是可以燃烧的气体。如天然气、液化石 油气、水煤气、半水煤气、发生炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气灯， 俗称为煤气。严格地说，上述这些煤气均应称之为燃气。只有以煤、焦作为气化原料制 成或副产的燃气，才能称之为煤气。因为最早制取燃气的原料的煤，故称之为 “煤气”，一直延用至今。煤气是煤、焦炭等含碳物质经过干馏、气化、氧化、还原反应后生成的含 有多种可燃气体成分的混合气体。在冶金企业生产中，煤和焦炭占总能源的 70% 。随之产生的焦炉煤气、高 炉煤气、转炉煤气等回收、净化后作为焦炉、热风炉、加热炉以及锅炉的燃 料，焦炉煤气还可作为民用燃气

2、。这些副产煤气是一种清洁的二次能源。为了获得煤气并加以使用，还有一些人工制取煤气的方法，常见的有发生 炉煤气、水煤气等。发生炉煤气的制造方法是将煤在发生炉中燃烧后，对鼓入炉底的空气加以 限制，使煤不能完全 燃烧，因而产生大量的一氧化碳，就是发生炉煤气。由于各种煤气产生、回收的方法不同，各种煤气的组成成分也不同，但其 可燃烧成分主要是 H2、CH4 、CnHm 及 CO 等。煤气作为重要的二次能源，输送方便、操作简单、燃烧均匀、燃烧效率 高、温度易调节，广泛应用于钢铁、建材、耐火材料、玻璃、陶瓷、碳素制 品、化肥、化工合成、民用燃气在工业中均有利 用。二、煤气的简要分类 按煤气来源分类，可分为：

3、干馏煤气、气化煤气、副产煤气。干馏煤气主 要包括焦炉煤气、炭化炉煤气；气化煤气主要包括发生炉煤气、水煤气；副产 煤气主要包括高炉煤气、转炉煤气、铁合金炉煤气等。焦炉煤气是炼焦过程中煤在高温干馏时的气态产物，焦炉煤气产率为 300- 350Nm3/t 煤。高炉煤气是高炉炼铁过程中产生的一种副产煤气，高炉煤气产率为 18002000 Nm3/t 生铁，但实际回收率要低一些。转炉煤气产率为 50-70 Nm3/t 钢，回收量一般在 50 m3/t 钢左右。由于各 种原因，过去我国的转炉煤气回收率还比较低。发生炉煤气和水煤气是为了获得煤气，以煤气为主要产品的生产过程中的 产品。混合煤气是不同冶金企业根

4、据实际生产热值的需要，由几种煤气混合而 成。据统计，我国钢铁工业可燃气体的回收利用率（ 2000 年）：焦炉煤气为 98% 、高炉煤气为 91.73% 、转炉煤气为 40.68% 、铁合金炉为 45.20% 。国外 先进国家已接近 100% ，这些差距意味着我国冶金工业蕴藏着巨大的资源和能 源回收潜力。现在我国的钢铁企业都把转炉煤气回收当作一项重要工作，转炉煤气回收 量许多企业都在 100m 3/吨钢以上。例如：唐钢、唐银、中厚板等单位回收量 均在 120m 3/吨以上，马钢、武钢、宝钢也不低于 100m 3/吨钢。可以说，凡是 负能炼钢的企业，转炉煤气回收量都在 100m 3/吨钢以上。第二

5、节 煤气的基本组成及其性质 一、煤气的基本组成煤气一般是由多种可燃和不可燃的单一气体组成的混合气体。其中可燃气 体成分有 CO、H2 和其他气态碳氢化合物 CmHn 以及 H2S 等，不可燃的气体 成分有C02、N2和少量的02.除此之外，在煤气中还含有水蒸气、焦油蒸汽 以及固体粉尘微粒。混合气体的各种性质均是组成这种混合气体的单一气体性 质的综合体现。由于生产工艺和控制水平的差异，不同单位的煤气组成成分也不尽同。实 际生产过程中，转炉煤气中的 C0 含量随时都在变化，除了回收过程降罩并且 结合压力进行操作的炉座 C0 平均含量比较高，大部分单位的转炉煤气 C0 平 均含量都不会超出 50%。

6、转炉煤气中的 C0 含量也与企业的能源状况有关。另 外，高炉煤气中的 C0 含量与高炉的冶炼强度、焦比消耗、喷煤多少、富氧强 度等因素有关。二、煤气的性质 煤气的组成决定了煤气的性质：易燃、易爆、易中毒并具有腐蚀性。易燃。煤气中含有 H2、 C0、 CH4、 CmHn 等可燃气体，当生产、储 存、输送煤气的设备和管道发生泄漏，在遇到点火源时易引起着火事故。易爆。由于管道动火前、设备停送气时吹扫不彻底，阀门不严、水封及 其他设备煤气泄漏或者煤气、空气倒流等原因造成煤气与空气混合达到爆炸极 限，遇到点火源时会引起爆炸事故。易中毒。大多数煤气中均含有 C0,C0 是一种无色、无味、无刺激性的 气体，

7、但 C0 可与人体血液长得血红蛋白结合而导致组织缺氧，造成中毒，俗 称煤气中毒。 C0 属于二类毒性物质，煤气中所含 C0 越高，其发生煤气中毒 的危险性越大。生产、回收、输送、使用煤气的设备、管道及阀门等，一旦密封不严、材 质选择不合理、防腐或操作不当时，煤气会有泄漏；如果作业场所通风不良， 有毒气体集聚，或者进入煤气设备内作业时设备内残存有煤气而作业人员未米 取安全防护措施，就会造成煤气中毒事故，严重时会造成人员死亡。腐蚀性煤气在使用过程中的管路输送是必不可少的，但在煤气的管路输送过程中 经常发生煤气管路腐蚀泄漏的事故。煤气管路的腐蚀除外在环境的腐蚀以外， 还有煤气成分中的腐蚀性物质造成的

8、腐蚀。煤气中的酸性杂质在遇到冷凝水时 溶解于水中发生电离，电离出氢离子，从而使冷凝水呈酸性，腐蚀管路及设 备。三：冶金行业几种煤气的比较1、煤气中单一气体的理化性质气 体名称理化性质CO无色、无味、分子量28，密度1.25kg/m3，自燃点608.89 C,遇点火源会着火或爆炸，毒性极强CO2无色、无味、不可燃，分子量 44，密度1.977 kg/m3 , 高浓度时会刺激呼吸系统，引起呼吸加快、困难，并有窒息 的危险H2无色、无味，分子量2，密度0.0899 kg/m3，难溶于 水，着火温度580-590 C遇点火源会着火或爆炸N2无色、无味、分子量28，密度1.25 kg/m3，化学性质不

9、活泼，不燃烧，空气中含量增加时会造成窒息，空气中约含 79%O2无色、无味、助燃，分子量 32，密度1.429 kg/m3，空 气中约含21%CH4无色、有微量葱臭味，分子量 16，密度0.715 kg/m3 , 难溶于水，与空气混合可形成爆炸性气体，着火温度 650750 C,空气中浓度达 25%-30%时易引起窒息了解煤气中单一气体的性质，有助于我们对不同煤气的危险性及其危险程 度有充分的认识。从各单一气体的性质比较可以看出，无论何种煤气，其中的有毒成分主要 是：CO。如C02、N2和CH4含量过多，会造成人的窒息。煤气的可燃成分 主要有H2、CO及CH4，煤气中可燃成分组成较多或是某一种

10、可燃成分较 多，决定了该种煤气的爆炸危险程度及其燃烧放热的程度。2、各种煤气的理化性质比较各种煤气由于产生原理不同，其组成成分、物理性质和化学性质也不相 同。（1）转炉煤气 CO 含量高达 50%-70% ，发生炉煤气 26%-31% ， 高炉煤气 23%-30% ，焦炉煤气 5%-9% 。所以，几种煤气导致人中毒的 危险性都非常大。如果将几种煤气加以比较的话，其中发生中毒最危险 的是转炉煤气，其次是发生炉煤气、高炉煤气、焦炉煤气。（2）转炉煤气在空气中爆炸的浓度范围最大，高炉煤气、发生炉 煤气次之，焦炉煤气最小。但焦炉煤气的爆炸下限最低，所以焦炉煤气 发生爆炸的危险性更大一些。（3）几种煤气

11、中，焦炉煤气热值最高，其次是发生炉煤气、转炉 煤气，高炉煤气最低。所以，在使用高炉煤气时，通常再混入一些焦炉 煤气或发生炉煤气，以提高高炉煤气的热值。（4）转炉煤气、发生炉煤气、高炉煤气的比重与空气的比重相差 甚小，几乎相同，发生泄漏事故后，易结成团，集结在地面或角落，不 易散发，易造成群死群伤事故。（5）焦炉煤气泄漏时，煤气有黄色烟雾，并伴有刺鼻气味，可观 察到；发生炉煤气有轻微臭味；转炉煤气，高炉煤气则无色无味，不易 察觉。四、 煤气事故的危险特性1、煤气中毒事故占首位2002 年 2 月-2006 年 7 月全国发生的有案可查的 34 起工业煤气事故，死 亡 121 人，其中中毒死亡 93 人，占总数的 76.9% 。2、煤气重大死亡事故多2002 年 2 月-2006 年 7 月全国发生的这 34 起煤气事故中，死亡 3 人及以 上的有 28 起，占 82.4% ；重大事故 1 起，占总死亡人数的 10.7% 。1984-1990 年冶金行业煤气重大伤亡事故的件数占全冶金系统重