资料煤气知识培训讲义62011.doc

第一部分 煤气的性质 钢铁生产过程中要消耗大量的燃料，伴随着炼焦、炼铁、炼钢的生产过程，产生大量的副产品煤气，煤气是钢铁生产过程中的主要燃料来源。 目前水钢的副产煤气有三种：高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气。 1. 高炉煤气 高炉冶炼生铁的主要原料是铁矿——原矿或烧结矿，主要燃料是冶金焦，以及石灰石等附加物料组成的炼铁炉料。在冶炼过程中，由于焦炭中的碳在炉缸内燃烧，而且是一层炽热的厚焦炭，开始由空气过剩而逐渐变成空气不足的燃烧，结果就产生了高炉煤气。 高炉煤气是无色、无味、有毒的可燃性气体。密度是1.33kg/m3，与空气的密度(1.293kg/m3)相近，含一氧化碳27～30％。着火点为700℃，与空气（氧气）混合后的爆炸浓度极限为40～70％，理论燃烧温度为1400～1500℃左右。热值3.15～4.0MJ/km3（3349.44～4186.8kJ/ m3）或（800～1000大卡/标米3）。 2. 焦炉煤气 炼焦生产是煤的干馏过程，即煤在隔绝空气加热时，其中的有机物质在不同的温度下，发生一系列变化，结果形成数量和组成不同的气态、固态产物，最后在炼焦未期生成了焦炭，同时副产了大量的焦炉煤气。 净化后的焦炉煤气是无色、有奇臭(因含硫化氢)的有毒气体。含一氧化碳约7％，毒性较高炉煤气小，密度为0.45～0.55kg/m3。易燃、易爆，着火点为550～650℃，与空气（氧气）混合后的爆炸浓度极限为6～30％，理论燃烧温度为 2150℃，发热量为16.3～18.4MJ/km3（4000～4400大卡/标米3）。 3. 转炉煤气 当今世界的转炉炼钢生产，都是氧气顶吹或顶、底复合吹炼转炉。在氧气顶吹转炉吹炼过程中，由于铁水中碳的氧化产生了炉气，叫做转炉煤气。由于炉内温度较高，碳的主要氧化物主要是一氧化碳，因此转炉煤气的主要成分是一氧化碳。 净化后的转炉煤气是无色有毒气体，密度为1.23kg/m3，与空气相近，含一氧化碳约55～70％，故毒性特强。易燃、易爆，着火点为650～700℃，与空气（氧气）混合后的爆炸浓渡极限为 20～70％，低发热值为7.2～8.4MJ/km3（1700～2000大卡/标米3）。 密度kg/m3 一氧化碳％ 着火点℃ 爆炸浓渡极限％ 低发热值MJ/km3 高炉煤气 1.33 27～30 700 40～70 3.15～4.0 焦炉煤气 0.45～0.55 7 550～650 6～30 16.3～18.4 转炉煤气 1.23 55～70 650～700 20～70 7.2～8.4 第一节 煤气的基本性质 一、单一气体的物理化学性质 任何一种副产煤气都是由一些单一气体混合而成。其中可燃气体成份有CO、H2和其他气态氢化物CmHn以及H2S；不可燃成份有CO2、N2和少量的O2。除此之外，在气体燃料中还含有水蒸汽、焦油蒸汽以及粉尘固体微粒。 1、甲烷（CH4）：无色气体，微有葱味，分子量16.04，重度0.715公斤/米3，难溶于水。Q低=3576千焦/米3（8560大卡/米3），与空气混合可引起激烈爆炸，爆炸范围5.4～15%，着火温度650～750℃，火焰呈微弱亮光，当空气中甲烷浓度高达25～30%才有毒性。 2、乙烷（C2H6）：无色无臭气体，分子量30.07，重度1.341公斤/米3，难溶于水。Q低=63690千焦/米3（15230大卡/米3），与空气混合可引起激烈爆炸，爆炸范围5～12%，着火温度520～630℃，火焰有微光。 3、氮气（N2）：无色无臭气体，分子量2.016，重度0.0899公斤/米3，难溶于水。Q低=10747.5千焦/米3（2570大卡/米3），与空气混合可引起激烈爆炸，爆炸范围4.2～74%， 4、一氧化碳（CO）：无色无臭气体，分子量28，重度1.250kg/m3，Q低=16269kJ/m3（3020大卡/标米3），爆炸范围为12.4～75%，着火温度为644～658℃，在气体混合物中含有少量的水即可降低其着火温度，火焰呈蓝色。CO性极毒，空气中含有0.06%即有害于人体，含0.20%时可使人失去知觉，含0.4%时迅速死亡，空气中可允许的CO浓度为0.02g/m3（约为25ppm）。 5、硫化氢（H2S）：无色气体，具有浓厚的臭鸡蛋气味，分子量34.07，重度1.52公斤/米3，易溶于水。Q低=23669.6千焦/米3（5660大卡/米3），爆炸范围4.3～45.6%，着火温度364℃，火焰呈兰色，性极毒。室内大气中最大允许浓度为0.01克/米3，当浓度为0.04%时有害于人体，0.10%时可致死亡。 6、氧气（O2）：无色无臭气体，分子量32，重度1.429公斤/米3。 二、煤气的腐蚀性和毒性 副产煤气中具有腐蚀性的成份主要有硫化氢（H2S），二氧化碳（CO2）及氧气（