煤氣分類
煤氣是由多種可燃成分組成的一種氣體燃料。煤氣的種類繁多,成分也很複雜,一般可分為天然煤氣和人工煤氣兩大類。
煤氣成份
一氧化碳.甲烷.氫氣.氧.二氧化碳.不飽和碳氫.氮氣.少量硫化氫.焦油.酚水,可燃氣體,可燃氣體有:一氧化碳.甲烷.氫氣。
發生爐煤氣
分類
發生爐煤氣分兩種:1.雙段發生爐煤氣.2.單段發生爐煤氣.
雙段發生爐煤氣
雙段煤氣發生爐是在單段煤氣爐的基礎上在上部加上一個乾餾段,煤層厚度大約4m左右,其目的是將進入下段的煤在氣化前進行初步的焦化,所以上部所產煤氣類似焦爐煤氣,熱值較高。下部類似燃用焦碳的單段煤氣爐,所產煤氣含焦油很少。雙段煤氣爐多用於冷煤氣站。
整個系統
整個系統包括煤場、渣場、煤提升系統、煤倉、供煤系統、供風系統、雙段爐氣化系統、除塵淨化系統、冷卻系統、焦油捕集及回收系統、自動控制系統、煤氣加壓輸送系統。
詳細介紹
一級電捕焦油器,脫除重質焦油及灰塵,其工作溫度為90~150℃之間,再進入間接冷卻器,在間接冷卻器內煤氣被冷卻至35~45℃左右。下段煤氣經鏇風除塵器除塵,除塵後的溫度大約在450~550℃。繼而進入餘熱換熱器,在給煤氣降溫的同時回收煤氣顯熱,煤氣溫度降至200~230℃左右;再進入風冷器冷卻,溫度降至65~80℃。通過間接冷卻器,被循環冷卻水間接冷卻至35~45℃。被間接冷卻後的上段煤氣和下段煤氣進入Ⅱ級電捕輕油器再一次脫油、除塵。被冷卻淨化後的煤氣經加壓機,通過煤氣管道輸送使用。兩段式煤氣發生爐是在單段式煤氣爐的基礎上在上部加上一個乾餾段,煤層厚度大約4m左右,其目的是將進入下段的煤在氣化前進行初步的焦化,所以上部所產煤氣類似焦爐煤氣,熱值較高。下部類似燃用焦碳的單段煤氣爐,所產煤氣含焦油很少。兩段式煤氣爐多用於冷煤氣站。單段式煤氣爐產氣量與單段爐相近。
技術參數
名稱單位雙段煤氣發生爐技術性能參數
型號/φ2φ2.4φ2.6φ3φ3.2
爐膛內徑mm20002400260030003200
煤耗量Kg/h780-9501100-14001300-17001750-21002050-2400
煤氣產量Nm3/h3500-44004200-54005800-70006800-80000
煤氣混合熱值KJ/Nm35800-6500
煤氣出口溫度上段℃80-120
下段℃400-550
煤氣出口壓力上段Pa1000-1500
下段Pa1470-1960
飽和空氣溫度℃50-65
設備總重量T708595110130
外形尺寸
H1m5.55.55.55.55.5
H2m101011.511.511.5
H3m13.513.51515.215.2
燃料粒度m20-40:25-50:30-60
水煤氣簡介
工業上,水煤氣的生產一般採用間歇周期式固定床生產技術。爐子結構採用UGI氣化爐的型式。在氣化爐中,碳與蒸汽主要發生如下的水煤氣反應:
C+H2O→CO+H2
C+2H2O→CO2+2H2
以上反應均為吸熱反應,因此必須向氣化爐內供熱。通常,先送空氣入爐,燒掉部分燃料,將熱量蓄存在燃料層和蓄熱室里,然後將蒸汽通入灼熱的燃料層進行反應。由於反應吸熱,燃料層及蓄熱室溫度下降至一定溫度時,又重新送空氣入爐升溫,如此循環。當目的是生產燃料氣時,為了提高煤氣熱值,有時提高出爐煤氣溫度,藉以向熱煤氣中噴入油類,使油類裂解,即得所謂增熱水煤氣。
近年來,正在開發高溫氣冷堆的技術,用氦為熱載體將核反應熱轉送至氣化爐作為熱源,以生產水煤氣。
焦爐煤氣慨念
根據焦爐本體和鼓冷系統流程圖,從焦爐出來的荒煤氣進入之前,已被大量冷凝成液體,同時,煤氣中夾帶的煤塵,焦粉也被捕集下來,煤氣中的水溶性的成分也溶入氨水中。焦油、氨水以及粉塵和焦油渣一起流入機械化焦油氨水分離池。分離後氨水循環使用,焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中煉焦煤氣進入初冷器被直接冷卻或間接冷卻至常溫,此時,殘留在煤氣中的水分和焦油被進一步除去。出初冷器後的煤氣經機械捕焦油使懸浮在煤氣中的焦油霧通過機械的方法除去,然後進入鼓風機被升壓至19600帕(2000毫米水柱)左右。為了不影響以後的煤氣精製的操作,例
如硫銨帶色、脫硫液老化等,使煤氣通過電捕焦油器除去殘餘的焦油霧。為了防止萘在溫度低時從煤氣中結晶析出,煤氣進入脫硫塔前設洗萘塔用於洗油吸收萘。在脫硫塔內用脫硫劑吸收煤氣中的硫化氫,與此同時,煤氣中的氰化氫也被吸收了。煤氣中的氨則在吸氨塔內被水或水溶液吸收產生液氨或硫銨。煤氣經過吸氨塔時,由於硫酸吸收氨的反應是放熱反應,煤氣的溫度升高,為不影響粗苯回收的操作,煤氣經終冷塔降溫後進入洗苯塔內,用洗油吸收煤氣中的苯、甲苯、二甲苯以及環戊二烯等低沸點的炭化氫化合物和苯乙烯、萘古馬隆等高沸點的物質,與次同時,有機硫化物也被除去了。
焦爐煤氣用途
焦爐煤氣是指用幾種煙煤配成煉焦用煤,在煉焦爐中經高溫乾餾後,在產出焦炭和焦油產品的同時所得到的可燃氣體,是煉焦產品的副產品。主要作燃料和化工原料。計量單位為千元.
焦爐煤氣成份
焦爐煤氣主要由氫氣和甲烷構成,分別占56%和27%,並有少量一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氧氣和其他烴類.
熱值
其低發熱值為18250kJ/Nm3.
密度
密度為0.4~0.5kg/Nm3
高爐煤氣
主要成份
高爐煤氣為煉鐵過程中產生的副產品,主要成分為:CO,C02,N2、H2、CH4等,其中可燃成分CO含量約占25%左右,H2、CH4的含量很少,CO2,N2的含量分別占15%,55%,熱值僅為3500KJ/m3左右。
化學過程
高壓鼓風機(羅茨風機)鼓風,並且通過熱風爐加熱後進入了高爐,這種熱風和焦炭助燃,產生的是二氧化碳和一氧化碳,二氧化碳又和炙熱的焦炭產生一氧化碳,一氧化碳在上升的過程中,還原了鐵礦石中的鐵元素,使之成為生鐵,這就是煉鐵的化學過程。鐵水在爐底暫時存留,定時放出用於直接煉鋼或鑄錠。
這時候在高爐的爐氣中,還有大量的過剩的一氧化碳,這種混和氣體,就是“高爐煤氣”。
這種含有可燃一氧化碳的氣體,是一種低熱值的氣體燃料,可以用於冶金企業的自用燃氣,如加熱熱軋的鋼錠、預熱鋼水包等。也可以供給民用,如果能夠加入焦爐煤氣,就叫做“混和煤氣”,這樣就提高了熱值。
中毒簡介
家庭中煤氣中毒主要指一氧化碳中毒、液化石油氣、管道煤氣、天然氣中毒,前者多見於冬天用煤爐取暖,門窗緊閉,排煙不良時,後者常見於液化灶具漏泄或煤氣管道漏泄等。煤氣中毒時病人最初感覺為頭痛、頭昏、噁心、嘔吐、軟弱無力,當他意識到中毒時,常掙紮下床開門、開窗,但一般僅有少數人能打開門,大部分病人迅速發生抽痙、昏迷,兩頰、前胸皮膚及口唇呈櫻桃紅色,如救治不及時,可很快呼吸抑制而死亡。煤氣中毒依其吸入空氣中所含一氧化碳的濃度、中毒時間的長短.當居室內一氧化碳體積達0.06%時,人會感到頭暈、頭痛、噁心、嘔吐、四肢乏力等症;超過0.1%時,只要吸入半小時,人即會昏睡,進而昏迷;達到0.4%時,只要吸入1小時就可致人於死亡。,常分三型:
輕型
1.中毒時間短,血液中碳氧血紅蛋白為10%~20%。表現為中毒的早期症狀,頭痛眩暈、心悸、噁心、嘔吐、四肢無力,甚至出現短暫的昏厥,一般神志尚清醒,吸入新鮮空氣,脫離中毒環境後,症狀迅速消失,一般不留後遺症。
中型
中毒時間稍長,血液中碳氧血紅蛋白占30%~40%,在輕型症狀的基礎上,可出現虛脫或昏迷。皮膚和黏膜呈現煤氣中毒特有的櫻桃紅色。如搶救及時,可迅速清醒,數天內完全恢復,一般無後遺症狀。
重型
發現時間過晚,吸入煤氣過多,或在短時間內吸入高濃度的一氧化碳,血液碳氧血紅蛋白濃度常在50%以上,病人呈現深度昏迷,各種反射消失,大小便失禁,四肢厥冷,血壓下降,呼吸急促,會很快死亡。一般昏迷時間越長,預後越嚴重,常留有痴呆、記憶力和理解力減退、肢體癱瘓等後遺症。
主要措施
(1)立即打開門窗,移病人於通風良好、空氣新鮮的地方,注意保暖。查找煤氣漏泄的原因,排除隱患。
(2)松解衣扣,保持呼吸道通暢,清除口鼻分泌物,如發現呼吸驟停,應立即行口對口人工呼吸,並作出心臟體外按摩。
(3)立即進行針刺治療,取穴為太陽、列缺、人中、少商、十宣、合谷、湧泉、足三里等。輕、中度中毒者,針刺後可以逐漸甦醒。
(4)立即給氧,有條件應立即轉醫院高壓氧艙室作高壓氧治療,尤適用於中、重型煤氣中毒患者,不僅可使病者甦醒,還可使後遺症減少。
(5)立即靜脈注射50%葡萄糖液50毫升,加維生素C500~1000毫克。輕、中型病人可連用2天,每天1~2次,不僅能補充能量,而且有脫水之功,早期套用可預防或減輕腦水腫。
(6)昏迷者按昏迷病人的處理進行。
中毒後的處理
①堅持早晨到公園或在陽台進行深呼吸運動擴胸運動、太極拳,每天30分鐘左右,輕、中型中毒者應連續晨練7~14天;重型中毒者可根據後遺症情況,連續晨練3~6個月,作五禽戲、鐵布衫功、八段錦等。
②繼續服用金維他每天1~2丸,連服7~14天,或維生素C0.1~0.2克,每天3次,亦可適量服用維生素B1、B6,複合維生素B等。
③檢查煤氣使用情況,以防再次中毒:
a.檢查煤氣有無漏泄,安裝是否合理,燃氣灶具有無故障,使用方法是否正確等.
b.冬天取暖方法是否正確,煤氣管道是否暢通,室內通風是否良好等.
c.儘量不使用煤爐取暖,如果使用,必須遵守煤爐取暖規則,切勿馬虎.
d.熱水器應與浴池分室而建,並經常檢查煤氣與熱水器連線管線的完好.
e.如入室後感到有煤氣味,應迅速打開門窗,並檢查有無煤氣漏泄或有煤爐在室內,切勿點火.
f.經常擦拭灶具,保證灶具不致造成人體污染,在使用煤氣開關後,套用肥皂洗手,並用流水沖淨。在廚房內安裝排氣扇或排油煙機.
g.一定要使用煤氣專用橡膠軟管,不能用尼龍、乙烯管或破舊管子,每半年檢查一次管道通路。
預防措施
(1)立即打開門窗,移病人於通風良好、空氣新鮮的地方,注意保暖。查找煤氣漏泄的原因,排除隱患。
(2)松解衣扣,保持呼吸道通暢,清除口鼻分泌物,如發現呼吸驟停,應立即行口對口人工呼吸,並作出心臟體外按摩。
(3)立即進行針刺治療,取穴為太陽、列缺、人中、少商、十宣、合谷、湧泉、足三里等。輕、中度中毒者,針刺後可以逐漸甦醒。
(4)立即給氧,有條件應立即轉醫院高壓氧艙室作高壓氧治療,尤適用於中、重型煤氣中毒患者,不僅可使病者甦醒,還可使後遺症減少。
(5)立即靜脈注射50%葡萄糖液50毫升,加維生素C500~1000毫克。輕、中型病人可連用2天,每天1~2次,不僅能補充能量,而且有脫水之功,早期套用可預防或減輕腦水腫。
(6)昏迷者按昏迷病人的處理進行。
事故處理
相關規定
(1)凡發生煤氣中毒、著火、爆炸和大量泄漏煤氣等事故後應立即報告煤氣站領導及有關部門,如發生煤氣中毒事故,應立即通知廠保健站。如發生煤氣著火、爆炸事故應報告保衛科和安全科,並做好現場保護,事故的臨時處理。
(2)有關部門接到事故通知後,應立即組織人員到現場,搶救事故的所有人員都必須服從統一領導和指揮。
(3)事故現場應劃出危險區域,布崗保護現場,防止非搶救人員進入,進入煤氣危險的搶救人員必須佩帶氧氣呼吸器,嚴禁用紗布、口罩或其他不適合防止煤氣中毒的器具。
(4)未查明事故原因和採取必要安全措施前不得向煤氣設施恢復送氣。
當CO濃度小於等於30毫克/米時,可正常工作工作時間不超過1小時工作時間不超過0.5小時工作時間不超過15分鐘。
煤氣爆炸
(1)當發生煤氣爆炸事故後,應立即切斷煤氣來源,迅速通蒸汽,將殘餘煤氣吹掃乾淨。
(2)煤氣爆炸引起的著火,應按著火事故處理規程,首先滅火後,再切斷煤氣。
不同煤氣濃度時的允許工作時間
在下述限制工作時間作業時,兩次作業時間必須間隔2小時以上。允許正常工作的CO濃度<30毫克/米,在以PPM為測量單位時,則應為:在<24PPM時,可進行正常工作。不同一氧化碳濃度時的允許工作時間
煤氣著火
(1)煤氣設施著火時,應逐漸降低煤氣壓力通入大量蒸汽或氮氣,但設施內煤氣壓力不得低於10Pa,嚴禁突然關閉煤氣閘閥或水封閥,以防回火爆炸。
(2)清除附近易燃物品,使火勢不再擴大,火勢威脅電器及電源時,應切斷電源。
(3)局部著火,火勢較小時,可用黃泥、濕毛毯、濕草袋或泡沫滅火器滅火。
(4)煤氣設施已被燒紅時,不得用水驟然冷卻。
(5)滅火時,煤氣閥門、壓力表、蒸汽吹管應由專人控制操作。
技術發展
國外煤氣技術發展
國外煤氣化技術的發展最早可追溯到1780年,早期的煤氣化技術主要是以生產燃料氣為主。移動床氣化是最早發展的煤氣化技術,以塊煤為原料,以空氣、水蒸氣為氣化劑,固態排渣,生產發生爐煤氣。1880年德國設計了世界上第一台常壓移動床空氣間歇氣化爐,1913年被美國氣體公司改革成UGI爐。UGI爐是以焦炭為原料,用間歇氣化制水煤氣或半水煤氣。第一次世界大戰後,隨著甲醇、合成氨,F一T合成等為代表的合成化學工業的發展,為了滿足合成原料氣的需要,1926年第一代流化床Winkler氣化爐實現工業化套用。隨著工業制氧技術的成功,又發展了新的用氧氣氣化的技術。1939年移動床加壓氣化Lurgi爐實現工業化套用。1952年第一代氣流床氣化K一T爐實現工業化套用。20世紀30-50年代,國外煤氣化技術取得了很大的成就。20世紀50年代以後,隨著石油和天然氣工業的發展,常壓固定床氣化爐在國外逐漸被淘汰,其它煤氣化技術的發展也基本處於停滯狀態 。
現代煤氣化技術的發展得益於石油危機。第一次石油危機時,已開發國家出於對石油、天然氣供應前景的預測,把發展煤氣化技術作為替代石油天然氣的重要手段,加快了現代煤氣化的開發。20世紀70年代後實現工業化的爐型有:加壓固定床液態排渣氣化爐(BGL爐),加壓流化床氣化爐(HTW爐、U一Gas爐、KBR爐、CFB氣化爐和恩德爐),加壓粉煤水煤漿氣化(GE爐、Destec爐),乾煤粉加壓氣化(Shell爐、Prenflo爐和GSP爐)。這一時期發的氣化爐型是目前現代煤化工發展的主要選擇爐型。
中國煤氣化技術發展
中國煤氣化技術起步較晚,最早於20世紀30-40年代在大連、南京用UGI爐生產合成氨,20世紀50年代末期改用無煙煤為原料。目前,中國還有許多合成氨和合成甲醇廠以焦炭或無煙煤為原料,採用UGI爐生產合成氣。中國早期煤氣化技術的開發主要以模仿創新或引進、消化吸收再創新為主 。
20世紀60年代,中國開始進行K-T式粉煤氣化試驗,並於20世紀70年代初在新疆建成一套K-T式粉煤氣化制氨裝置,氣化爐四開一備,生產能力為每台4800m;/h,投產後由於耐火材料被腐蝕、碳轉化率低、排渣困難等問題而改燒重油,此後沒有新的發展 。
中國對於新型氣化爐或新型煤氣化方法的研究始於1978年第一次全國科學大會。先後開展了固定床加壓碎煤氣化(相當於Lurgi爐),水煤漿加壓氣化(相當於GE爐),灰團聚流化床氣化(相當於U一gas氣化。“九五’、‘十五”期間國家組織開展多噴嘴水煤漿加壓氣化和二段式乾煤粉加壓技術攻關,目前,這幾項氣化技術均已進入工業化套用階段 。
目前,移動床常壓氣化UGI氣化爐在中國仍是主力爐型,用於生產合成氣或燃料氣。移動床加壓氣化Lurgi爐在劣質煤氣化方面占有一定市場。隨著中國現代煤化工的發展,水煤漿加壓氣化(GE爐·多噴嘴爐)和乾煤粉加壓氣化(Shell爐、GSP、二段爐、航天爐)已成為主要選擇。