煤气安全基础知识ekyn.docx
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1、煤气安全全基础知知识20122年7月月第一章 煤气气种类及及特性第一节 煤气气的种类类工业上所所讲的煤煤气,是是指含有有H2、CHH4和COO等多种种可燃气气体成份份的混合合气体。我国煤气气种类是是按其形形成原因因进行分分类的,包包括天然然气、人人工煤气气、液化化石油气气三种。天然气的的主要成成份是甲甲烷(CCH4),按按其含量量的不同同,天然然气又分分为气油油气(纯纯天然气气)、油油田伴生生气和煤煤矿矿井井气三种种。人工煤气气主要成成份是一一氧化碳碳(COO),按按照制气气原料和和方法的的不同,又又分为三三种: 1、固固体燃料料干馏煤煤气,如如焦炉煤煤气; 2、固固体燃料料气化煤煤气,如如水
2、煤气气; 3、油油制气。液化石油油气是开开采和特特制石油油过程中中的副产产品,主主要组成成成份有有丙烷、丙丙烯、正正异丁烷烷、正异异丁烯。工业煤气气主要指指的是人人工煤气气,如高高炉煤气气、焦炉炉煤气、转转炉煤气气,发生生炉煤气气、铁合合金炉煤煤气。第二节 煤煤气的性性质一、煤气气成份 成份份(%)煤气种类类COCO2H2CH4N2O2CmHnn高炉煤气气23-33016-1182-40.2-0.5551-5560.881焦炉煤气气5-81.5-355-66023-2283-50.4-0.882-4转炉煤气气60-77015-2201.5510-2202二、煤气气的理化化性质特性类别主要性质质
3、爆炸极限限(%)着火温度度()热值(KJ/m3)理论燃烧烧温度()比重高炉煤气气剧毒、易易燃、易易爆、无无色、无无味46-66873033499-41887150000.9-1.11焦炉煤气气有毒、易易燃、易易爆、无无色、有有味5.6-30.4550-6500168000-189900215000.36623转炉煤气气剧毒、易易燃、易易爆、无无色、无无味20.33-71.553068000-1000001.044高炉煤气气特点表表现在以以下三方方面: 1、含含有COO等可燃燃物质,有有剧毒却却无色无无味,比比重接近近空气比比重; 2、热热值较低低、燃烧烧温度也也低,爆爆炸下限限较高; 3、煤煤
4、气中含含有大量量水份(一一般为550 - 800g/mm3),水水份能降降低煤气气热值,在在流速较较快的情情况下进进入燃烧烧室还可可引发爆爆炸事故故。焦炉煤气气特点表表现在以以下三方方面: 1、含含CO有有毒,还还含有氨氨和苯等等有毒气气体,但但有焦油油味,比比重较轻轻; 2、易易燃易爆爆,爆炸炸下限极极低,一一旦泄漏漏与空气气中的OO2混合极极易形成成爆炸性性混合气气体; 3、热热值高,由由于煤气气中H22、CHH4和CmmHn的的含量之之和高达达80.2% - 888.66%,因因此有很很高的热热值。转炉煤气气特点表表现在以以下三方方面: 1、CCO含量量较高,剧剧毒; 2、无无色无味味;
5、 3、比比重略重重于空气气比重,泄泄漏后不不易上升升扩散而而附着在在地表。第三节 煤气气的危害害一、中毒毒煤气中的的CO成成份,是是造成人人身煤气气中毒的的根本性性成份。 基本概念念是: 煤气中中毒 一氧氧化碳中中毒CO气体体对人体体的危害害属于血血液窒息息性气体体,少量量的COO气体存存在被人人体吸入入,便可可对人体体各组织织器官造造成损害害,而煤煤气中的的CO含含量都比比较高,大大大超出出了人体体的所能能承受的的极限。二、着火火和爆炸炸煤气是由由一些单单一气体体混合而而成,分分为可燃燃气体、不不可燃气气体和助助燃气体体三部分分。成份份分别是是: 可燃燃气体成成份:CCO、HH2、CHH4、
6、CmmHn 不可可燃气体体成份:CO22、N2 助燃燃气体成成份:OO2煤气中可可燃气体体成份是是形成煤煤气着火火和爆炸炸的成份份,可燃燃气体成成份一旦旦与空气气中的氧氧混合达达到一定定比例时时,在无无限空间间遇火源源可发生生着火事事故,在在局限空空间内遇遇火源可可发生爆爆炸事故故。三、腐蚀蚀和磨损损1、腐蚀蚀 煤煤气中的的硫化氢氢(H22S) 、二氧氧化碳(CCO2)及氧氧气(OO2),是是煤气设设备设施施产生腐腐蚀性的的主要成成份。因因为H22S、CCO2在水中中呈酸性性, OO2在水中中则具有有氧化性性腐蚀,所所以降低低煤气中中的水份份,是减减轻煤气气对设备备管道腐腐蚀的基基本方法法。2
7、、磨损损 煤气气中的含含尘量在在荒煤气气时较高高,干式式除尘后后的含尘尘量也在在10% - 15%以上,在在流速的的驱动下下,能对对设备和和管道的的拐弯部部位和煤煤气流动动易产生生摩擦的的部位造造成磨损损,使壁壁厚变薄薄甚至出出现孔洞洞,煤气气外泄。设设计上的的合理性性是减轻轻煤气磨磨损的根根本方法法。第二章 煤气气常用的的计算及及概念第一节 煤气气浓度的的表示方方法及相相互换算算一、煤气气浓度的的表示方方法 1、重量、体积混合表示法。用每立方米空气中含有煤气的毫克数表示。符号:mg/m3 2、体积表示法。用每立方米空气中含有煤气的毫升数表示。因为一立方米等于一百万毫升,故常用百万分数表示。符
8、号:ppm 二、相互互换算 1、 mg/m3 与 ppmm 的相相互换算算。可通通过摩尔尔体积和和一氧化化碳的分分子量进进行换算算。换算公式式: mgg/m33MPPmm 或或 PPmmmgg/m3322.4 222.44 M 式中中:M 一一氧化碳碳的分子子量,MM=288 22.4 分分子摩尔尔体积 计算要快快捷,可可用比值值的方法法进行计计算。 比值值为:11:0.88 mgg/m33=1 PPPm=00.82、体积积百分数数与mgg/m33的换算算。换算公式式: mmg/mm3C2810 103 或或 C M 222.4 222.44 22810103式中:CC=气体体百分比比浓度(当
9、当0.001%时时,只取取0.001); M= mg/m3; 228=一一氧化碳碳分子量量; 222.44=分子子摩尔体体积; 100=常数数。3、体积积百分数数与pppm的换换算。换算公式式: pppmCC106 或 Cpppm1000 1106 式中中:C 体体积百分分数。4、不同同单位表表示同一一数值的的对照: 30mmg/mm3 = 24pppm = 00.00024%三、煤气气卫生标标准 一氧化化碳COO 最高高容许浓浓度 300mg/m3 甲烷CCH4 空气气中浓度度才有毒毒 225-330% 硫化氢氢H2S 最高容容许浓度度 10mmg/mm3 苯C66H6(皮) 最高高容许浓浓
10、度 400mg/m3 二氧化化碳COO2 空气中中浓度有有危险 1.25% 氧气OO2 空空气中浓浓度不低低于 18% 第二节 煤气气安全常常用的符符号和名名词解释释一、符号号1、气体体类 一氧氧化碳:CO 二氧氧化碳:CO22氢气:H2 氮气:N2 氧气气:O22 甲烷烷:CHH4 碳碳氢化合合物:CCmHnn 硫硫化氢:H2S氨:NHH3 苯:C6H62、单位位类重量、体体积混合合表示法法:mgg/m33 体积积表示法法: pppm 体积百分分数表示示法:速度:m/ss 温温度(摄摄氏度):压力表示示法: 工程程上一般般用公斤斤力来表表示压力力,通常常简称为为公斤:1kggf(11kg)
11、帕:Pa 千帕: kPPa 兆帕: MPPa 换算关关系如下下: 11kgff(1kkg) 11000000PPa 1000 kkPa 001 MPaa二、名词词解释 11、名称称类煤气:泛泛指一般般的可燃燃气体。通通常指由由固体燃燃料(或或重油)经经干馏、气气化或其其它方法法所获得得的气体体产物,主主要成份份为可燃燃气体。燃气:可可燃气体体的概称称。也可可指燃料料燃烧后后的高温温气体。温度:温温标上的的标度,表表示物体体冷热程程度的物物理量。物物体温度度的升高高或降低低,标志志着物体体内部分分子热运运动平均均动能的的增加或或减少。压力:也也称压强强。单位位面积上上受到的的垂直作作用力,称称为
12、压力力。气体体的压力力是分子子紊乱运运动对器器壁频繁繁撞击的的结果,其其法定计计量单位位为帕斯卡(Paa)。表压力:以大气气压力为为基准算算起的压压力称表表压力(表表压),又又称相对对压力、计计算压力力。压力力计测得得的压力力值一般般是表压压力。比重:煤煤气的质质量与同同等体积积空气的的质量之之比。这这时“比重”没有量量纲,因因而没有有单位。介质:即即媒介。物物体系统统在其间间存在或或物理过过程(如如力和能能量的传传递)在在其间进进行的物物质。介介质也可可泛指一一般物质质。强度试验验:为鉴鉴定计算算压力0.11MPaa的煤气气管道和和设施在在工作压压力下能能否产生生不正常常位移、变变形、倒倒塌
13、,以以确保投投运时的的安全,需需要在气气密性试试验前做做强度试试验。气密性试试验:为为确保煤煤气管道道和实施施有较高高的密封封性,需需要在投投运前按按照国标标工业业企业煤煤气安全全规程的的规定,对对煤气管管道和设设施做气气密性试试验。要要求气密密性试验验的压力力不应高高于强度度试验压压力。可靠隔断断装置:凡在系系统无异异常状况况下,处处于关闭闭、封止止状态,其其承受介介质压力力在设计计允许范范围,具具有煤气气不泄漏漏到隔断断区域功功能的装装置称为为“煤气可可靠隔断断装置”。 目目前,煤煤气可靠靠隔断装装置只有有(5种种): 1、插插板(预预压式插插板、叶叶形插板板); 2、蝶蝶阀或闸闸阀加水水
14、封; 3、密密封蝶阀阀或闸阀阀加眼睛睛阀; 4、盲盲板。 5、双双板切断断阀(平平行双闸闸板切断断阀、NNK阀)。可靠接地地:为防防止煤气气管道及及其它设设施因雷雷击、带带电产生生火花导导致煤气气着火和和爆炸事事故,必必须可靠靠接地。对对地电阻阻不得超超过100,煤气气管道在在3000m范围围内至少少设置一一处接地地装置。水封击穿穿:当煤煤气压力力超过排排水器或或水封器器的有效效高度(实实际水封封液面高高度)时时,水封封作用失失效,煤煤气冒出出水封液液面外泄泄,或进进入被封封止区域域的现象象。煤气排水水器(也也称冷凝凝水排水水器):由于煤煤气一般般都处于于水气饱饱和或含含湿较高高的状况况下输送
15、送,且因因管壁散散热使温温度渐降降,部分分水气凝凝结成水水,并有有酚、氰氰、萘、焦焦油、尘尘粒等随随水沉降降,如不不排除,将将使管道道载荷过过重而坍坍塌、折折断,造造成严重重事故。因因此必须须设置冷冷凝水排排水器,并并使其始始终处于于有效排排放状况况,同时时又要能能有效地地封住煤煤气,防防止煤气气外泄或或水封被被击穿。 煤气排排水器分分为单式式和复式式两种。水封有效效高度:水封的的有效高高度为煤煤气计算算压力至至少加5500mmm,并并应定期期检查水水封高度度。2、现象象类导热:是是由物体体内部分分子和原原子的微微观运动动所引起起的一种种热量转转移方式式。如热热量从固固体的高高温部分分传送到到
16、低温部部分。导导热在固固体、液液体和气气体中都都能发生生。自燃:可可燃物质质不依靠靠外部提提供的点点火能量量,自行行氧化发发热直至至燃烧的的现象。如如含有焦焦炉煤气气的设施施内腐蚀蚀沉积物物自燃现现象,主主要是硫硫化氢与与钢材起起腐蚀作作用,产产生含有有活性硫硫化铁的的棕褐色色海绵状状物质氧氧化发热热所致。扩散:由由于微粒粒(分子子、原子子等)的的热运动动而产生生的物质质转移现现象即为为扩散,可可由一种种或多种种物质在在气、液液或固相相的同一一相内或或不同相相内进行行。它主主要由于于浓度差差或温度度差所引引起,而而以前者者为较常常见。一一般从浓浓度较高高的区域域向较低低的区域域迁移,直直到相内
17、内各部分分的浓度度达到均均匀或两两相间的的浓度达达到平衡衡为止。扩扩散速度度在气体体中最大大,液体体中次之之,固体体中最小小。脱火和吹吹熄:在在煤气燃燃烧过程程中,如如果煤气气流速超超过火焰焰传播速速度,就就会发生生火焰脱脱离烧嘴嘴燃烧的的现象。如如果煤气气流速进进一步加加大,则则会发生生火焰被被吹熄的的现象。回火:煤煤气出口口流速小小于火焰焰传播速速度,火火焰就会会回窜入入出口内内,造成成煤气回回火爆炸炸事故。第三章 煤煤气中毒毒及预防防和处置置第一节 煤气气中毒概概述我们通常常所说的的煤气中中毒,实实质指的的是煤气气中的CCO中毒毒。因为为煤气中中的COO含量较较高,而而人体对对CO的的承
18、受能能力却极极低,依依据卫生生标准,空空气中煤煤气的容容许浓度度仅为 30mmg/mm3 = 24pppm = 00.00024%,尽管管焦炉煤煤气中CCO含量量相对要要低,但但也在55%-88%,是是卫生标标准的千千倍以上上。一、COO中毒机机理 11、途径径CO通过过呼吸道道进入人人体内,吸吸入肺胞胞后,进进行气体体交换进进入血液液循环,与与血红蛋蛋白结合合生成碳碳氧血红红蛋白(HHbCOO)。血红蛋白白所能结结合的CCO数量量,与它它所能结结合的氧氧(O22)数量量相同,结结合的部部位亦相相同,而而且HbbCO也也与氧合合血红蛋蛋白(HHbO22)一样样是可以以解离的的化合物物。当停止吸
19、吸入COO,即肺肺胞气中中的COO分压小小于血液液中的CCO分压压时, HbCCO中的的CO与与血红蛋蛋白解离离,从血血中逸出出,随呼呼气排除除体外。2、致毒毒机理CO是血血液窒息息性气体体,其原原因是:(1)CCO的毒毒性作用用是引起起肌体组组织的缺缺氧。CO对血血红蛋白白的亲和和力远远远大于OO2对血红红蛋白的的亲和力力,两者者相差约约2400倍。CO能将将HbOO2中的OO2排挤出出去,自自身与之之结合,因因此即使使吸入空空气中存存在的少少量COO,也能能形成大大量HbbCO而而造成全全身性缺缺氧。例如空气气中正常常的含氧氧量为220.99%,当当CO在在吸入气气中的浓浓度为正正常空气气
20、含氧量量的2440分之之一时(约约为0.08%),就就可生成成与HbbO2相等的的HbCCO(即即占血红红蛋白总总数的一一半),使使全身一一半的血血液丧失失了携氧氧功能。可可见毒性性之大。(2)HHbCOO虽然可可以解离离,但解解离的速速度较慢慢,相当当于HbbO2解解离速度度的1/36000左右右,因此此,一旦旦吸入CCO后,其其毒性作作用持续续的时间间较长。当停止吸吸入COO后,吸吸入正常常的空气气,其血血液循环环中的HHbCOO减少一一半所需需时间约约为3220分钟钟(5小小时200分钟),全全部解离离需一昼昼夜。如吸入OO2可加快快解离时时间,排排除一半半吸入CCO的时时间减为为80分
21、分钟,数数小时内内可全部部解离。(3)HHbCOO不仅自自身失去去携氧功功能,而而且还可可阻碍HHbO22的解离离,使其其虽然携携带氧,但但不能释释出供组组织器官官利用,从从而更加加重组织织缺氧。(4)高高浓度短短时间大大量吸入入CO,可可对细胞胞呼吸产产生抑制制作用。由于COO对二价价铁的高高度亲和和力,也也可进入入细胞与与二价铁铁的还原原型细胞胞色素氧氧化酶结结合,直直接抑制制细胞呼呼吸。CO还可可以与肌肌体内其其他含有有二价铁铁物质结结合(如如血浆铁铁蛋白、肌肌红蛋白白等),降降低肌肉肉的储氧氧量,即即使中毒毒者神志志清醒,但但全身乏乏力极为为明显(没没有自救救能力)。(5)CCO中毒毒
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