冶金企业煤气知识安全培训课件23386.pptx
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1、冶金企业煤气知识安全培训液化石油气液液化化石石油油气气是是开开采采炼炼制制石石油油过过程程中中,作作为为副副产产品品而而获获得得的的一一部部分分炭炭氢氢化化合合物物。主主要要成成分分为为丙丙烷烷(C3H8)、丙丙烯烯(C3H6)、丁丁烷烷(C4H10)、丁丁烯烯(C4H8)习习惯惯上上称称为为C3、C4。在在常常温温常常压压下下呈呈气气态态,当当压压力力升升高高或或温温度度降降低低时时,很很容容易易转转变变为为液液态态。从从气气态态转转变变为为液液态态体体积积约约缩缩小小250倍倍。气气态态液液化化石石油油气气的的热热值值约约为为92100-121400kJ/Nm3,液液态态液液化化石石油油气
2、气的的热热值值约约为为45200-46100kJ/kg。基础知识钢铁企业在生产过程产生的煤气,约占企业总能量的钢铁企业在生产过程产生的煤气,约占企业总能量的30-40%,是企业中最重要的二次能源。,是企业中最重要的二次能源。能源一般分为二大类,即一次能源和二次能源。一次能源为能源一般分为二大类,即一次能源和二次能源。一次能源为自然界本身就存在的能源,二次能源多为由一次能源转换而来。自然界本身就存在的能源,二次能源多为由一次能源转换而来。节约能源,提高能源利用率与减少大气污染,改善环境治本节约能源,提高能源利用率与减少大气污染,改善环境治本措施之一。措施之一。节约能源提高能源利用率是降低企业生产
3、成本,提高社会经节约能源提高能源利用率是降低企业生产成本,提高社会经济消益的重要途径。济消益的重要途径。我国对能源的工作基本方针,一是开发和节约并重,二是技我国对能源的工作基本方针,一是开发和节约并重,二是技术改造和结构改革要以节能为重点。术改造和结构改革要以节能为重点。节节能是我国能是我国经济发经济发展的展的长长期期战战略目略目标标。煤气定义煤气狭义定义:煤气狭义定义:用用煤煤加加工工而而成成,用用来来燃燃烧烧的的气气体体。如如焦焦炉炉煤煤气气、发发生生炉炉煤煤气。气。煤气广义定义:煤气广义定义:即即为为燃燃气气,是是指指包包括括煤煤气气、液液化化石石油油气气、天天然然气气、沼沼气气在在内的
4、所有可燃气体。内的所有可燃气体。煤煤气气作作为为燃燃料料的的优优点点是是,(1 1)易易充充分分燃燃烧烧,热热效效率率高高,合合理理利利用用能能源源;(2 2)点点火火、燃燃烧烧控控制制简简单单,便便于于操操作作,较较容容易易实实现现自自动动化化控控制制;(3 3)保保护护环环境境,减减少少污污染染,改改善善生生产产作作业业环环境境;(4 4)有有利利于于减减轻轻劳劳动动强强度度和和减减轻轻城城市市交交通通运运输输负负担担;(5 5)易易预预热热,故故可可提提高燃高燃烧烧温度温度。煤气分类:(1)按煤气来源分类)按煤气来源分类天然气天然气人工煤气人工煤气固体燃料干馏煤气固体燃料干馏煤气固体燃料
5、气化气固体燃料气化气油制气油制气高炉煤气高炉煤气转炉煤气转炉煤气液化石油气液化石油气沼气沼气(2)按煤气热值分类)按煤气热值分类工工业业上上根根据据煤煤气气热热值值,将将煤煤气气分分为为高高热热值值煤煤气气、中中热热值值煤煤气气、低热值煤气等三大类。低热值煤气等三大类。低热值煤气低热值煤气7530KJ/Nm3(1800Kcal/Nm3)中热值煤气中热值煤气7530-15050KJ/Nm3(1800-3600Kcal/Nm3)高热值煤气高热值煤气15050KJ/Nm3(3600Kcal/Nm3)天然气定定义义:天天然然气气是是通通过过钻钻井井从从地地层层开开采采出出来来。如如果果开开采采出出来来
6、不不含含石石油油,这这种种然然气气称称为为纯纯天天然然气气(或或天天然然气气)既既是是制制取取合合成成氨氨、碳碳黑黑、乙乙炔炔等等化化工工产产品品的的原原料料气气,又又是是优优质质燃料气。燃料气。主主要要成成分分是是CH490%90%,Q Q KJ/Nm3 KJ/Nm3(8500 8500 Kcal/Sm3Kcal/Sm3),爆炸极限,爆炸极限5-15%5-15%人工煤气固体燃料干馏煤气固体燃料干馏煤气煤煤气气中中的的CH4和和H2含含量量较较高高。热热值值一一般般在在16700kJ/Nm3左左右右。如如焦焦炉煤气。炉煤气。固体燃料气化气固体燃料气化气用煤做原料采用氧气和水蒸汽等作气化剂。如发
7、生炉煤气。用煤做原料采用氧气和水蒸汽等作气化剂。如发生炉煤气。油制气油制气利用重油制取城市煤气利用重油制取城市煤气高炉煤气高炉煤气转炉煤气转炉煤气沼气各种有机物在隔绝空气的条件下发酵,并在微生各种有机物在隔绝空气的条件下发酵,并在微生物的作用下产生的可燃气体。组分中物的作用下产生的可燃气体。组分中CH4的含量约为的含量约为60%,CO2约为约为35%冶金企业四大煤气焦炉煤气、焦炉煤气、高炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、转炉煤气、发生炉煤气(着火温度为发生炉煤气(着火温度为610度)度)煤气成分冶冶金金工工业业副副产产煤煤气气主主要要有有焦焦炉炉煤煤气气、高高炉炉煤煤气气、转转炉炉煤煤气气。其组成见
8、下表其组成见下表煤气类别组成(V%)COH2CH4CnHmCO2N2O2焦炉煤气57506020301.52.5245101高炉煤气25302.70.3152158.51转炉煤气50701.5102510202煤气中为可燃气体的成分是:煤气中为可燃气体的成分是:CO CO、H H2 2、CHCH4 4、C Cn nH Hm m等。等。煤气中为不可燃气体的成分是:煤气中为不可燃气体的成分是:CO CO2 2、N N2 2等等煤气中煤气中O O2 2为助燃物为助燃物对人体有毒的物质有一氧化碳(对人体有毒的物质有一氧化碳(COCO)、硫化氢)、硫化氢(H(H2 2S)S)、氰化氢(、氰化氢(HCNH
9、CN)及)及苯类等物质;易引起人体窒息的物质有二氧化碳(苯类等物质;易引起人体窒息的物质有二氧化碳(COCO2 2)、氮气()、氮气(N N2 2)等。)等。煤气性质 煤气具有易燃、易爆、有毒煤气具有易燃、易爆、有毒 煤煤气气热热值值是是指指标标准准状状况况下下一一标标准准立立方方米米煤煤气气完完全全燃燃烧烧时时所所释释放放的的热热量量,单单位位是是J/J/NmNm3 3。单单位位体体积积燃燃气气完完全全燃燃烧烧后后,并并将将燃燃烧烧产产物物中中的的水水蒸蒸汽汽冷冷却却到到0 0 的的水水所所放放出出的的热热量量也也计计算算在在内内的的发发热热量量称称为为高高热热值值;单单位位体体积积燃燃气气
10、完完全全燃燃烧烧后后,将将燃燃烧烧产产物物中中的的水水蒸蒸气气冷冷却却到到2020时时所所放出的热量称为低热值。放出的热量称为低热值。爆爆炸炸浓浓度度极极限限;可可燃燃气气体体和和空空气气的的混混合合遇遇明明火火而而引引起起爆爆炸炸时时的的可可燃燃气气体体浓浓度度范范围围称称为为爆爆炸炸极极限限。在在这这种种混混合合中中当当可可燃燃气气体体的的含含量量减减少少到到不不能能形形成成爆爆炸炸混混合合物物时时的的那那一一含含量量,称称为为可可燃燃气气体体的的爆爆炸炸下下限限,而而当当可可燃燃气气体体的的含含量量一一直直增增加加到到不不能能形形成成爆爆炸炸混混合合物物时时的的那那一一含含量量,称称为可
11、燃气体的爆炸上限。为可燃气体的爆炸上限。理理论论燃燃烧烧温温度度:在在绝绝热热的的条条件件下下,考考虑虑燃燃烧烧产产物物的的高高温温热热分分解解损损失失,并并且且燃燃烧烧为为实实际际状状态态(对对应应于于理理想想状状态态)下下的的完完全全燃燃烧烧,此此时时所所计计算算出出的的燃燃烧烧温温度度为为理理论论燃燃烧烧温温度度(用用t tC C表表示示)。这这里里只只是是没没有有考考虑虑火火焰焰对对热热设设备备的的散散热热。理理论论燃燃烧烧温温度度表表明明某某种种成成分分的的燃燃料料在在某某一燃烧条件下所能达到的最高温度一燃烧条件下所能达到的最高温度。T TC C=(Q Q低低+Q+Q空空+Q+Q燃燃
12、-Q-Q分分)/V/Vn nC C产产式中:式中:Q Q低低燃料的低位热值燃料的低位热值 ;Q Q空空空气带入的热量;空气带入的热量;Q Q燃燃燃料带入的热量燃料带入的热量 ;Q Q分分烟气分解热损失;烟气分解热损失;V Vn n烟气组分的实际生成量烟气组分的实际生成量 ;C C产产烟气烟气组组分在定分在定压压下的比下的比热热容。容。实际燃烧温度:实际的燃烧过程中火焰必定向热设备传热,燃烧也实际燃烧温度:实际的燃烧过程中火焰必定向热设备传热,燃烧也可能存在不完全燃烧等热损失。在理论燃烧温度基础上考虑了这些火焰可能存在不完全燃烧等热损失。在理论燃烧温度基础上考虑了这些火焰的实际热损失所得到的温度
13、就是实际燃烧温度(用的实际热损失所得到的温度就是实际燃烧温度(用t ta a表示),它是该炉表示),它是该炉所能达到的最高温度。所能达到的最高温度。实实际际燃燃烧烧温温度度通通常常以以经经验验数数据据-炉炉温温系系数数L L来来估估算算实实际际燃燃烧烧温温度度。炉温系数亦为炉温效率。炉温系数亦为炉温效率。t ta a=L Lt tC C 式中式中-L L炉温效率,室式加热炉炉温效率,室式加热炉0.750.750.8 0.8 台车炉台车炉0.700.700.750.75连续加热炉连续加热炉0.700.700.80 0.80 均热炉均热炉0.680.680.730.73加加热热炉炉的的实实际际炉炉
14、温温:加加热热炉炉的的实实际际温温度度是是指指加加热热炉炉内内的的气气氛氛温温度度。在在轧钢加热炉中,一般将加热段的炉温视为实际炉温。轧钢加热炉中,一般将加热段的炉温视为实际炉温。提提高高燃燃烧烧温温度度的的方方法法:提提高高燃燃烧烧温温度度的的方方法法有有:(1)(1)提提高高燃燃料料的的热热值值;(2 2)预热预热空气和燃料;(空气和燃料;(3 3)合理控制空燃比)合理控制空燃比 理论空气需要量的计算可通过煤气体积成分计算和近似计算:理论空气需要量的计算可通过煤气体积成分计算和近似计算:(1)(1)已知煤气体积成分已知煤气体积成分,通过煤气体积成分计算通过煤气体积成分计算 L L0 0=0
15、.5H=0.5H2 2+0.5CO+2CH+0.5CO+2CH4 4+(n+m/4)C+(n+m/4)Cn nH Hm m+1.5H+1.5H2 2S-OS-O2 2/21/21 式中式中L L0 0表示理论空气需要量表示理论空气需要量 H H2 2表示煤气中表示煤气中H H2 2%的体积成分的体积成分 CO CO表示煤气中表示煤气中CO%CO%的体积成分的体积成分 CH CH4 4表示煤气中表示煤气中CHCH4 4%的体积成分的体积成分 C Cn nH Hm m表示煤气中表示煤气中C Cn nH Hm m%的体积成分的体积成分 H H2 2S S表示煤气中表示煤气中H H2 2S%S%的体积
16、成分的体积成分 O O2 2 表示煤气中表示煤气中O O2 2%的体积成分的体积成分 (2)(2)已知煤气低热值已知煤气低热值,通过近似计算通过近似计算 Q Q低低10500kJ/Nm10500kJ/Nm10500kJ/Nm3 3时时 L L0 0=0.26 Q=0.26 Q低低/1000-0.25/1000-0.25 通过近似计算,理论上一立方米焦炉煤气(低热值为通过近似计算,理论上一立方米焦炉煤气(低热值为17556kJ/17556kJ/NmNm3 3)、高炉煤气(低热值为)、高炉煤气(低热值为3553kJ/Nm3553kJ/Nm3 3)、转炉煤气(低热值为)、转炉煤气(低热值为7524k
17、J/Nm7524kJ/Nm3 3)、混合煤气()、混合煤气(9600kJ/m9600kJ/m3 3)完全燃烧时,分别约需)完全燃烧时,分别约需4.314.31、0.740.74、1.571.57、2.01 m2.01 m3 3空气。空气。焦炉煤气(COG)焦炉煤气是炼焦煤在炭化室内,隔绝空气加强热干馏而产生的一种焦炉煤气是炼焦煤在炭化室内,隔绝空气加强热干馏而产生的一种气体。焦炉煤气从焦炉出来的煤气称为荒煤气,含有萘、焦油、硫化氢气体。焦炉煤气从焦炉出来的煤气称为荒煤气,含有萘、焦油、硫化氢等杂质,需经处理后,才能使用。等杂质,需经处理后,才能使用。焦炉煤气的净化工艺为:焦炉炭化室焦炉煤气的净
18、化工艺为:焦炉炭化室-集气管集气管-气液分离器气液分离器立管立管初冷器初冷器横管初冷器横管初冷器旋风分离器旋风分离器鼓风机鼓风机电捕焦油器电捕焦油器氨萘塔氨萘塔脱脱硫塔硫塔喷淋式饱和器喷淋式饱和器终冷塔终冷塔洗苯塔。洗苯塔。焦炉煤气具有无色、有味、易燃、易爆、有毒的特性。热值在焦炉煤气具有无色、有味、易燃、易爆、有毒的特性。热值在167200-183920KJ/Nm167200-183920KJ/Nm3 3(4000-4400 Kcal/Nm4000-4400 Kcal/Nm3 3),爆炸极限为,爆炸极限为4-37%4-37%,密,密度为度为0.45-0.5 0.45-0.5 Kg/NmKg/
19、Nm3 3,着火温度为着火温度为500-550500-550,燃烧温度为燃烧温度为21502150.杂质杂质有;萘、焦油易堵塞管道和设备。氨、硫化氢易腐蚀管道和设备有;萘、焦油易堵塞管道和设备。氨、硫化氢易腐蚀管道和设备。高炉煤气(BFG)高炉煤气是高炉炼铁过程中产生的副产气体。从高炉出来的高炉煤气是高炉炼铁过程中产生的副产气体。从高炉出来的煤气因含有大量的烟尘,称为荒煤气,需经过洗涤后,将煤气含煤气因含有大量的烟尘,称为荒煤气,需经过洗涤后,将煤气含尘量降至尘量降至10mg/10mg/NmNm3 3以下,才能送往用户使用。以下,才能送往用户使用。高炉煤气净化流程:从高炉炉顶高炉煤气净化流程:
20、从高炉炉顶 -重力除尘器重力除尘器 -干法布干法布袋除尘器袋除尘器 净煤气管净煤气管-TRT -TRT -高炉煤气总管。高炉煤气总管。I -I -减减压阀组压阀组-I -I 高炉煤气具有无色、无味、易燃、易爆、有较强毒性的特性。高炉煤气具有无色、无味、易燃、易爆、有较强毒性的特性。热值在热值在3344-4180KJ/Nm3344-4180KJ/Nm3 3(800-1000 Kcal/Nm800-1000 Kcal/Nm3 3),爆炸极限为,爆炸极限为30-30-70%70%,密度约为,密度约为1.33 1.33 Kg/NmKg/Nm3 3,着火温度约为着火温度约为650650,燃烧温度为燃烧温
21、度为1350-14501350-1450.主要杂质是粉尘易堵塞管道和设备主要杂质是粉尘易堵塞管道和设备。当高炉正常运行时,当高炉正常运行时,进入布袋除尘器的荒煤气温度为进入布袋除尘器的荒煤气温度为120T300120T300,煤气流经布袋除尘器得以净化,煤气流经布袋除尘器得以净化(净化后的煤气含尘量净化后的煤气含尘量保证值保证值10mg/m310mg/m3,正常工作状态下,正常工作状态下5mg/m35mg/m3,净煤气经调压阀组,经,净煤气经调压阀组,经净煤气管上的插板阀及蝶阀进入净煤气总管。净煤气管上的插板阀及蝶阀进入净煤气总管。当高炉处于非正常运行时,荒煤气温度将可能处于当高炉处于非正常运
22、行时,荒煤气温度将可能处于300T450300T450或或T T120120。进入布袋除尘器的荒煤气温度过高或过低都将会影响布袋。进入布袋除尘器的荒煤气温度过高或过低都将会影响布袋的正常工作,煤气温度过高,则会烧损布袋;煤气温度过低,煤气可能的正常工作,煤气温度过高,则会烧损布袋;煤气温度过低,煤气可能结露,会使布袋除尘及清灰工作发生困难。荒煤气温度过高结露,会使布袋除尘及清灰工作发生困难。荒煤气温度过高(300450)(300450)时,则在高炉炉顶或重力除尘器采用喷水等降温措施,时,则在高炉炉顶或重力除尘器采用喷水等降温措施,使进入布袋除尘器的荒煤气温度处于使进入布袋除尘器的荒煤气温度处于
23、120300120300,保证布袋除尘器正,保证布袋除尘器正常工作。为了防止煤气可能结露,对荒煤气管道、布袋除尘器等进行保常工作。为了防止煤气可能结露,对荒煤气管道、布袋除尘器等进行保温;为提高供热风炉煤气温度,对部分净煤气管道也进行保温。温;为提高供热风炉煤气温度,对部分净煤气管道也进行保温。布袋除尘及清灰每个除尘器箱体配有每个除尘器箱体配有14 14 个脉冲阀,脉冲阀的开、关由个脉冲阀,脉冲阀的开、关由PLC PLC 控制。箱体需清灰时,首控制。箱体需清灰时,首先关闭该箱体出口管上的气动蝶阀,由先关闭该箱体出口管上的气动蝶阀,由PLC PLC 控制控制14 14 个脉冲阀,每个脉冲阀喷吹一
24、次,喷个脉冲阀,每个脉冲阀喷吹一次,喷氮时间为氮时间为0.10.2s(0.10.2s(时间可调时间可调),相邻两个脉冲阀喷氮时间间隔,相邻两个脉冲阀喷氮时间间隔6s(6s(时间可调时间可调),14 14 个脉冲个脉冲阀依次吹完后,打开出口管上的气动蝶阀,箱体重新进入正常工作状态。相邻两个箱体阀依次吹完后,打开出口管上的气动蝶阀,箱体重新进入正常工作状态。相邻两个箱体清灰时间间隔清灰时间间隔16s(16s(时间可调时间可调),12 12 个箱体依次吹完。在生产运行中可设定时间由个箱体依次吹完。在生产运行中可设定时间由PLC PLC 控控制自动清灰制自动清灰(设定时间可按生产情况进行调整设定时间可
25、按生产情况进行调整),也可由箱体进出口总管煤气压差控制清,也可由箱体进出口总管煤气压差控制清灰灰(设计压差设计压差4.5KPa4.5KPa,即自动清灰,即自动清灰)。除尘器排灰系统除尘器排灰系统各除尘器煤气粉尘积存在除尘器锥体和中间灰斗,排灰时经各除尘器煤气粉尘积存在除尘器锥体和中间灰斗,排灰时经2 2 条链式埋刮板机连续输条链式埋刮板机连续输送至送至2 2 台粉尘加湿搅拌机加湿后直接装车外运。具体做法是台粉尘加湿搅拌机加湿后直接装车外运。具体做法是2 2 台链式埋刮板机上各连着台链式埋刮板机上各连着6 6 台除尘器的中间灰斗,中间灰斗的粉尘经给料机均匀卸入埋刮机,埋刮机将粉尘送至加台除尘器的
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