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为何要安装气体分析仪之焦炉煤气高炉煤气和转炉煤气的差别《资讯》

发布时间:2020-08-17 14:13:05 阅读: 来源:升降机厂家

2017-09-28 15:12:07来源: 贤集网

一、煤气(焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气)安全基础知识

1、 煤气性质

1.1煤气成分

我们通常所说的煤气是指人工煤气,含有多种气体成分,为可燃性混合气体。由于制气原料和煤气的生产、回收方法不同,所以各种煤气的组成部分及所占的百分比也不同,常见的有焦炉煤气、发生炉煤气、连续式直立炭化炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等。

1.2 煤气理化性质

(1)转炉煤气

转炉煤气的成分,在吹炼周期内,不同时期有所不同,而且与回收设备及 回时的操作条件有关。转炉煤气是无色、无味、有毒的易燃易爆气体,热值 6800-10000kj/m3,着火温度530℃,爆炸极限18.2%-83.2%。转炉煤气的理 论燃烧温。度比高炉煤气高。

(2)高炉煤气

高炉煤气是无色、无味、有毒的易燃易爆气体,比重0.9-1.1,热值3349-4187kJ/m3,理论燃烧温度1500℃左右,着火温度730℃左右,爆炸极限30.8%-89.5%,含N2和CO2之和近70%,会致人喘息(因氧含量很低)和窒息。

(3)焦炉煤气

净化后的焦炉煤气是无色、有臭味、有毒的易燃易爆气体,比重0.3623, 热值16800-18900kj/m3,着火温度550-650℃,爆炸极限4.5%-35.8%,理论燃 烧温度2150℃左右。焦炉煤气中的CO含量较高炉煤气少,但也会造成中毒事 故。

以下三种煤气的爆炸极限(下限与上限)数值均相应于其某一特定成分。

二、焦炉煤气

焦炉煤气是指用几种烟煤配成炼焦用煤,在炼焦炉中经高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所得到的可燃气体,是炼焦产品的副产品。主要作燃料和化工原料。每炼一吨焦炭可产生300-320立方米的焦炉煤气。

焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成,分别占56%和27%,并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气和其他烃类;其低发热值为18250kJ/Nm3,密度为0.4~0.5kg/Nm3,运动年为25×10`(-6)m2/s。根据焦炉本体和鼓冷系统流程图,从焦炉出来的荒煤气进入之前,已被大量冷凝成液体,同时,煤气中夹带的煤尘, 焦粉也被捕集下来,煤气中的水溶性的成分也溶入氨水中。焦油、氨水以及粉尘和焦油渣一起流入机械化焦油氨水分离池。分离后氨水循环使用,焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中炼焦煤气进入初冷器被直接冷却或间接冷却至常温,此时,残留在煤气中的水分和焦油被进一步除去。出初冷器后的煤气经机械捕焦油使悬浮在煤气中的焦油雾通过机械的方法除去,然后进入鼓风机被升压至19600帕(2000毫米水柱)左右。为了不影响以后的煤气精制的操作,例如硫铵带色、脱硫液老化等,使煤气通过电捕焦油器除去残余的焦油雾。为了防止萘在温度低时从煤气中结晶析出,煤气进入脱硫塔前设洗萘塔用于洗油吸收萘。在脱硫塔内用脱硫剂吸收煤气中的硫化氢,与此同时,煤气中的氰化氢也被吸收了。煤气中的氨则在吸氨塔内被水或水溶液吸收产生液氨或硫铵。煤气经过吸氨塔时,由于硫酸吸收氨的反应是放热反应,煤气的温度升高,为不影响粗苯回收的操作,煤

气经终冷塔降温后进入洗苯塔内,用洗油吸收煤气中的苯、甲苯、二甲苯以及环戊二烯等低沸点的炭化氢化合物和苯乙烯、萘古马隆等高沸点的物质,与次同时,有机硫化物也被除去了。

三、高炉煤气

高压鼓风机鼓风,并且通过热风炉加热后进入了高炉,这种热风和焦炭助燃,产生的是二氧化碳和一氧化碳,二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳,一氧化碳在上升的过程中,还原了铁矿石中的铁元素,使之成为生铁,这就是炼铁的化学过程。铁水在炉底暂时存留,定时放出用于直接炼钢或铸锭。

这时候在高炉的炉气中,还有大量的过剩的一氧化碳,这种混和气体,就是高炉煤气。每炼一吨铁可产生2100-2200立方米的高炉煤气。

这种含有可燃一氧化碳的气体,是一种低热值的气体燃料,可以用于冶金企业的自用燃气,如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。也可以供给民用,如果能够加入焦炉煤气,就叫做“混和煤气”,这样就提高了热值。

高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品,主要成分为:CO, C02, N2、H2、CH4等,其中可燃成分CO含量约占25%左右,H2、CH4的含量很少,CO2, N2的含量分别占15%,55 %,热值仅为3500KJ/m3左右。高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关,现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺,采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗,但所产的高炉煤气热值更低,增加了利用难度。高炉煤气中的CO2, N2既不参与燃烧产生热量,也不能助燃,相反,还吸收大量的燃烧过程中产生的热量,导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。高炉煤气的着火点并不高,似乎不存在着火的障碍,但在实际燃烧过程中,受各种因素的影响,混合气体的温度必须远大于着火点,才能确保燃烧的稳定性。高炉煤气的理论燃烧温度低,参与燃烧的高炉煤气的量很大,导致混合气体的升温速度很慢,温度不高,燃烧稳定性不好。

燃烧反应能够发生的另一条件是气体分子间能够发生有效碰撞,即拥有足够能量的相互之间能够发生氧化反应的分子间发生的碰撞,大量的C02,N2的存在,减少了分子间发生有效碰撞的几率,宏观上表现为燃烧速度慢,燃烧不稳定。 高炉煤气中存在大量的CO2L, N2,燃烧过程中基本不参与化学反应,几乎等量转移到燃烧产生的烟气中,燃高炉煤气产生的烟气量远多于燃煤。

四、转炉煤气

转炉炼钢过程中,铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体。回收的顶吹氧转炉炉气含一氧化碳60~80%,二氧化碳15~20%,以及氮、氢和微量氧。转炉煤气的发生量在一个冶炼过程中并不均衡,成分也有变化。通常将转炉多次冶炼过程回收的煤气输入一个储气柜,混匀后再输送给用户。

转炉煤气由炉口喷出时,温度高达1450~1500℃,并夹带大量氧化铁粉尘,需经降温、除尘,方能使用。净化有湿法和干法两种类型。①湿法净化系统典型流程是:煤气出转炉后,经汽化冷却器降温至800~1000℃,然后顺序经过一级文氏管、第一弯头脱水器、二级文氏管、第二弯头脱水器,在文氏管喉口处喷以洗涤水,将煤气温度降至35℃左右,并将煤气中含尘量降至约100毫克/标米3。然后用抽风机将净化的气体送入储气柜。湿法工艺在世界上比较普遍,每吨钢可回收60~80立方米煤气,平均热值约为2000~2200千卡/立方米。②美国和联邦德国等国有些工厂采用干式电除尘净化系统。煤气经冷却烟道温度降至1000℃,然后用蒸发冷却塔,再降至200℃,经干式电除尘器除尘,含尘量低于50毫克/立方米的净煤气,经抽风机送入储气柜。干式系统比湿式系统投资约高12~15%;但无需建设污水处理设施,动力消耗低,但必须采取适当措施,防止煤气和空气混合形成爆炸性气体。

转炉煤气是钢铁企业内部中等热值的气体燃料。可以单独作为工业窑炉的燃料使用,也可和焦炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气配合成各种不同热值的混合煤气使用。转炉煤气含有大量一氧化碳,毒性很大,在储存、运输、使用过程中必须严防泄漏。

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