第30卷第3期 辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2011年6月 V ol.30 No.3 Journal of Liaoning Technical University （Natural Science ） Jun. 2011
收稿日期：2011-01-02 网络出版日期：2011-06-21 网络出版地址：https://www.doczj.com/doc/0810744366.html,/kcms/detail/21.1379.N.20110611.1602.006.html
基金项目：国家自然科学基金资助项目（50878012） 文章编号：1008-0562(2011)03-0353-04 DOI: CNKI:21-1379/N.20110611.1602.006
焦炉煤气组分气相色谱法分析实验研究
谭洪艳，周卫红
(辽宁科技大学 资源与土木工程学院，114051)
摘 要：为了找到焦炉煤气组分气相色谱法分析最优的分析条件，使用自装柱，通过正交实验设计，研究了分析条件对分析结果的影响。结果表明：最优分析条件为：载气流速：43ML/min ；柱箱温度：室温；检测器桥电流：120mA ；检测器温度：100℃。通过分析可得出如下结论：柱箱温度是影响分析的主要条件，而载气的流速、检测器温度和检测器桥电流的影响并不显著。
关键词：组分分析；焦炉煤气；气相色谱法；装柱; 正交实验 中图分类号：TQ 547 文献标志码：A
Experimental research on analysis of compositions of coke
oven gas by gas chromatography
TAN Hongyan ，ZHOU Weihong
(School of Resouces and Civil Engineering, University of Science and T echnology Liaoning, Anshan 114051,China) Abstract ：In order to search the optimal analysis conditions of compositions of cove oven gas by gas chromatography. The columns used in this experiment are packed by us in laboratory and the orthogonal experiment design is used. The result shows that best analysis conditions are as follows, the flow rate of carrier gas is 56ML/min, temperature of column oven is room temperature, detector bridge current is 120mA and detector temperature is 100 ℃. The conclusion are as follows, temperature of column oven is the main condition, the effect of the flow rate of carrier gas ，detector temperature and detector bridge current impact are not significant to the analysis result.
Key words: composition analysis ；coke oven gas ；gas chromatography ；packing column; orthogonal experimental
0 引 言
焦炉煤气中含有多种组分，如甲烷、氢气、一氧化碳、氧气和氮气等。焦炉煤气中各组分含量关系到燃气的热量、华白数等一系列重要参数。因此，焦炉煤气中各组分含量的精确检测对于燃气生产和输配企业来说非常重要。气相色谱法作为一种高选择性、高效能和高灵敏度的分析手段，被广泛应用于各种气体的分析检测中。国家早在1989年就制定了GB10410.1-89《人工煤气组分气相色谱分析法》
国家标准[1]。
在几十年的应用中发现了不少问题，有很多作者对其进行了分析和改进，并与传统的化学分析法作了比较[2-6]。但是，其中仍缺乏对分析条件系统研究，缺乏详细、系统的实验数据。国家在2009年又出台了新的国家标准GB/T 10410-2008《人工煤气和液化石油气常量组分气相色谱分析法》，并对相关内容进行了修改。在新出台的标准中柱箱温度的
适用范围缩小了。这说明在旧标准所规定的温度条件值得商榷。在新标准出台之前，实验室的分析测试中也发现了同样的问题。另外，由于分析过程中，焦炉煤气中CO 2在分子筛上存在不可逆吸附，分子筛遇水也会老化，因此，在实际测试过程中需要经常更换色谱柱。如果操作者在实验室能够自行填充色谱柱，则更为方便。
针对以上问题，作者对色谱柱的填充过程进行了研究，自行填装了色谱柱。并使用自填柱，通过正交设计方法，讨论了分析条件对分析结果的影响，确定了最佳测试条件。
1 实验
1.1 实验仪器及试剂
GC122气相色谱仪（上海精密科学仪器有限公司）；热导检测器（TCD ）（上海精密科学仪器有限
辽宁工程技术大学学报（自然科学版）第30卷354
公司）；取样袋（光明化工研究设计院）；标准气（北
京兆格气体科技有限公司）；氮气（鞍山鸿泰低温
设备厂）；氢气发生器（天津市分析仪器厂）；样品
取自鞍山市管道焦炉煤气。
色谱填料：13X分子筛、GDX-104填料（天津
化学试剂二厂）；空色谱柱（内径3 mm，长3 m的
色谱柱一根，装填13X分子筛；内径2 mm，长2 m
色谱柱一根，装填GDX-104填料）（大连伟达分析
仪器厂）。
标准气（?(CO2)=2.03%；?(CO)=7.12%；
?(CH4)=30.4%；?(O2)=0.508%；?(N2)=9.19%；
H2为平衡气）（光明化工研究设计院）。
1.2 气相色谱柱的装填
首先用碱溶液将空柱管清洗干净，然后用清水将
柱管中的碱液冲洗干净，放置到烘箱中烘干，待用。
按一定的填充密度（1g/ML），根据柱体积计
算所需的填料质量，并用电子天平称取，待用。
在柱的一端用玻璃丝绵堵住，用自制的装柱配
件将柱连接到真空泵上，另一端通过装柱配件连接
到柱头。将填料少量、多次地填到装柱漏斗中，并
用真空抽吸，并不断震荡柱，使填料填充均匀。待
柱装满后，将柱的另一端也用玻璃丝绵堵住，并标
注填充方向。
在通氮气的条件下，将柱在200 ℃下，老化4 h，
然后测试柱效和分离效果。
1.3 气相色谱法分析焦炉煤气成分条件的选择
由于焦炉煤气中含氢气、甲烷、氧气、氮气、
一氧化碳、乙稀和乙烷等多种气体，不能在一个分
析条件下进行全分析。因此，需要在不同条件下对
不同组分进行分析。本论文采用表1所示的条件对
焦炉煤气进行分析，其它分析条件则通过实验作进
一步确定[7-10]。
表1 气相色谱分析焦炉煤气中各组分的条件
Tab. 1 analysis conditions of compositions of coke oven
gas by gas chromatography
组分
O2、N2、CH4、CO CO2H2
检测器 TCD TCD TCD 柱 13X
Zeolite GDX-104 13X
Zeolite 载气H2H2N2
为了分析其它分析条件对分析结果的影响，本
论文采用四因素三水平的正交设计表进行实验，分
别考察柱箱温度、载气流速、检测器桥电流和检测器温度对分析结果的影响。色谱分析实质上是各组
分在柱上被分离，然后得到分析的结果。如果组分
的分离度越大，则分析效果越好。因此，本实验主
要以考察难分离组分的分离度来考察分析效果。在
使用气相色谱分析焦炉煤气中氧气、氮气、甲烷和
一氧化碳时，甲烷和一氧化碳的分离较困难，因此，
以甲烷和一氧化碳的分离度为实验指标。在考察分
析条件对二氧化碳分析结果的影响时，以二氧化碳
和其前一个峰的分离度为实验指标。每个条件下分
析3次，取平均值作为实验结果。正交实验的因素
和水平如表2。
表2 正交实验中的因素和水平
Tab. 2 factors and levels of orthogonal experimental
水平
因素
编
号 1 2 3 柱温箱温度, t1/℃ A 25 35 50 载气流速，
/(ML·min-1)
B 34 43 80 检测器桥电流，I/mA
C 100 120 140 检测器温度，t2 /℃
D 75 85 100 2 结果与讨论
2.1 色谱柱的装填
（1）装填量
Φ2 mm×3 m柱空柱体积为9.42 ML，共装填GDX-104填料4.7064 g，其装填密度为0.50 g/ML。
Φ3 mm×3 m柱空柱体积为21.20 ML，共装填
13X分子填料16.79 g，其装填密度为0.79 g/ML。
（2）柱装填效果
焦炉煤气在13X分子筛柱和GDX-104柱上的
分析谱图见图1。
从分析谱图图1和图2可以看出，（1）自填柱
测试过程中的峰形较对称，说明填充均匀性较好。（2）在13X分子筛柱的测量中出现CH4和CO峰
倒置的现象。由于与商品柱填充条件的不同，导致
柱内扩散的不同所致。
另外，测试过程中发现柱阻力太大，压力较商
品柱高，且柱效低于商品柱。这主要是由于填充过
于密实，使阻力增大。为了使柱效增加，对装填完
毕的柱的柱头进行修补，但分析结果变化不明显。
2.2 气相色谱条件对分析结果的影响
（1）正交实验结果
按正交表的各实验号中规定的水平组合进行
实验，实验结果及结果分析见表3和表4。
第3期 谭洪艳，等：焦炉煤气组分气相色谱法分析相关问题研究
355
表3 甲烷和一氧化碳分析正交实验结果
Tab.3 orthogonal experiment results of methane and
carbon monoxide
因素
编号
A B C D
分离度
1 1 1 1 1 1.495
2 1 2 2 2 1.500
3 1 3 3 3 1.365
4 2 1 2 3 1.14
5 5 2 2 3 1 1.171
6 2 3 1 2 1.073
7 3 1 3 2 0.41
8 3 2 1 3 0.472
9 3 3 2 1 0.598 K 1 4.360 3.050 3.040 3.264
K 2 3.389 3.143 3.243 2.983
K 3 1.480 3.036 2.946 2.982
k 1 1.453
1.017 1.013 1.088 k 2 1.130 1.048 1.081 0.994
k 3 0.493 1.021 0.982 0.994
R 0.960 0.031 0.099 0.094
表4 二氧化碳分析正交实验结果
Tab.4 orthogonal experiment results of carbon dioxide
因素 编号 A B C D 分离度 1 1
1 1 1 1.217
2 1
2 2 2 1.310
3 1 3 3 3 1.251
4 2
1 2 3 1.090 5 2
2 3 1 1.234 6 2
3 1 2 1.116 7 3
1 3
2 0.824 8 3
2 1
3 0.913 9 3
3 2 1 0.861 K 1 3.778 3.131 3.246 3.312 K 2 3.440 3.457 3.261 3.252 K 3 2.598 3.228 3.309 3.25
4 k 1 1.259 1.044 1.082 1.104 k 2 1.147 1.152 1.087 1.084 k 3 0.866 1.076 1.103 1.085
（a ） 自填柱
（b ）商品柱
图1 焦炉煤气在13X 柱上分析谱图
Fig.1 analysis chromatogram of coke oven gas in 13X Zeolite column
（a ）自填柱 （b ）商品柱
图2 焦炉煤气在GDX-104柱上分析谱图
Fig.2 analysis chromatogram of coke oven gas in GDX-104 column
10 12 14 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10时间/min
11
16 18 20 22 CH 4
O 2
N 2
CO 1234时间/min
5672460
8101214161820CH 4 O 2
N 2
CO
电压/m v
时间/min 0
10203040506070电压/m v
时间/min
01020
30
40506070 电压/m v
0.0
CO 2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
辽宁工程技术大学学报（自然科学版）第30卷356
正交设计表中，K i表示任一列上水平号为i时所对应的实验结果之和，k i表示任一列上因素取水平i时所得实验结果的算术平均值，R称为极差[8-10]。由表3的极差分析可知，在分析氧气、氮气、甲烷和一氧化碳四种气体时，柱箱温度的影响最大，检测器温度和检测器桥电流次之，载气流速的影响最小，最优条件为A1C2D1B2。由表4的极差分析可知，在分析二氧化碳的实验中，柱箱温度的影响最大，载气流速的影响次之，而检测器的温度和桥电流最小，最优条件为A1B2C2D3。
（2）柱箱温度的影响
由表3，4中柱箱温度的k1>k2>k3可知，分离度均随柱箱温度的升高，显著降低。25℃时，分离度最大，也就是分析效果最好。然而，夏季室内温度往往大于25 ℃，因此，一般以室温或略高于室温为宜。当柱效较高时，柱箱温度可适当提高。
（3）载气流速的影响
载气流速在色谱分析中是一个很重要的条件。从表3中载气流速的k2>k1>k3和表4中k2>k3>k1可以看出，在该实验中载气流速的影响并不显著，甚至在两个实验中其影响程度与检测器桥电流和检测器温度的影响程度的大小有交替。但最优条件的载气流速均为43 ML/min。
（4）检测器桥电流和检测器温度的影响
从表3和表4中k可以看出，检测器桥电流和检测器温度对分析结果的影响不大。虽然，增大桥电流可提高灵敏度，但电流过大，热丝温度升高，噪音加大，基线不稳。而且热丝易烧断。检测器温度的设定必须考虑TCD桥电流的大小，TCD桥电流越大，则热导检测器温度就需要越高。综合考虑以上因素，检测器桥电流选120 mA，检测器温度选100 ℃。
（5）焦炉煤气中氢气的分析
从表1可知，分析焦炉煤气中氢气时，以氮气为载气，而焦炉煤气中除氢气以外其它气体的电导率均与氮气较接近，所以，分析时只有氢气峰。因此，焦炉煤气中氢气含量测定时的条件对结果影响不大。为了实验方便，仍选用以下条件：载气流速为：43 ML/min；柱箱温度：室温；检测器桥电流：120 mA；检测器温度：100 ℃。3 结 论
通过以上实验分析可得出以下结论：
（1）柱箱温度对分析结果的影响很大，且柱箱温度为25℃时，分析效果较好。
（2）载气流速的影响不显著，可以在载气流速43 ML/min前后选择合适的流速。
（3）在该实验范围内检测器的桥电流和检测器温度对结果的影响不大，选择时主要考虑对检测器的保护和检测的灵敏度。
（4）柱的装填过程（每次装填量、振动力度等）对柱性能起决定作用，而装填完毕后，对柱进行修整（老化、补填等）对柱性能的影响较小，但可以增加柱的稳定性。
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奥氏气体分析仪及煤气分析 优点： 结构简单，价格便宜，维修容易。 缺点： 虽然购置成本低，但运行成本高，除去人员工资，单每年买试剂和玻璃器皿一项就要一万多；因为是人工操作，分析人员的操作技能和态度，对分析的精确度有很大的影响，比起红外线分析仪等来，它分析费时，操作繁琐，响应速度慢，效率低，难以实时分析生产状况。 适用范围： 二氧化碳，氧，一氧化碳，氢气，甲烷，氮气的分析 任务和目的： 准确及时地控制煤气质量，为准确指导生产，降低消耗提供依据。 测定原理： 利用气体中各组分能被具有不同吸收能力的试剂，按顺序加以吸收，不被吸收的剩余气体组分，则可加入部分空气，使其爆炸，然后根据吸收和爆炸前后体积变化及生成物的体积量计算混合气体各组分含量。 工作原理：利用不同的溶液来相继吸收气体试样中的不同组分，用40﹪的KOH吸收试样中的二氧化碳；用焦性没食子酸钾溶液吸收试样中的氧气；用氨性氯化亚铜溶液来吸收试样中的一氧化碳。然后根据试样体积的变化来计算各组分的含量。甲烷和氢用爆炸燃烧法测定，剩余气体为氮气。 分析原理： 用KOH溶液吸收CO2，焦性没食子酸钾溶液吸收O2，氨性氯化亚铜溶液吸收CO，用爆炸法测定H2、CH4，余下的气体则为N2+Ar。根据吸收缩减体积和爆炸后缩减体积及爆炸后生成CO2的体积计算各组分的体积百分含量。 CO2+2KOH=K2CO3+H2O 2C6H3（OK）3+1/2O2=（OK）2C6H2-C6H2（OK）2+H2O Cu2Cl2+2CO+4NH3+2H2O=2NH4Cl+2Cu+（NH4）2C2O4 2H2+O2=2H2O CH4+2O2=CO2+2H2O CH4燃烧时1体积CH4和2体积的氧气反应生成1体积的CO2，因此气体体积的缩减等于2倍的CH4体积；H2爆炸时，有3体积的气体消失，其中2体积是氢气，即氢气占缩减体积的2/3，所以体积缩减的总量为3/2VH2。 试剂配制所需仪器器皿： 1托盘天平一架 2玻璃烧杯 3玻璃棒 4量筒 5角匙 6调温电炉
煤气鼓风机故障振动分析与修复 摘要：本文主要分析风机振动产生原因，并针对原因，在短时间内采取有效修复方案，完成机组的修复工作，为生产带来安全可靠保证。 关键词：离心风机振动原因分析修复 宁夏庆华煤化集团有限公司现有两台D1450离心鼓风机，其运行方式为一开一备，主要作用是输送煤气，保证焦炉产生的煤气能够及时抽走，为后续的煤气净化保证一定的压力。当鼓风机出现故障停机，一方面给企业正常生产带来损失，另一方面焦炉煤气无法及时供送，使得焦炉煤气对环境造成严重污染。 1、离心鼓风机在煤化工的重要性及工艺背景 离心鼓风机是煤化工煤气输送的关键设备，它不但在焦化生产中起至关重要作用，而且在整个流程中属不可或缺的关键设备。从焦炉来的荒煤气、氨水、焦油首先在气液分离器进行气液分离，分离出的粗煤气分别进入初冷器；在初冷器上段，用循环水间接冷却煤气冷却至45℃，再经下段制冷水间接冷却，使煤气进一步降温至22℃，冷却后的煤气进入电捕焦油器，最后进入煤气鼓风机，煤气鼓风机最主要的作用就是对煤气进行加压。它的运行正常与否，直接影响系统安全稳定。为此，努力保证煤气鼓风机完好是设备管理工作的重任（如图1）。 该煤气鼓风机自投运以来一直运行良好，正常情况下，振动是一种随机振动，振动参数总是在某一平均值附近波动，随时间变化而变化的现象不明显。在2012年4月14日，突然出现机组振动加剧。由于机组仅安装了位移报警连锁，没有安装振动报警连锁，所以集控室显示设备正常，我们操作人员根据操作经验，采用了紧急停车。 2、鼓风机产生振动原因分析 D1450鼓风机机组主要由电机、液力偶合器、增速器、离心鼓风机本体、润滑系统、现场检测仪表以及进出口管道必备阀门等组成。其主机由定子、转子、轴承、轴承箱和底座等构成。针对现场振动，做如下原因分析： 2.1 转子的不平衡量（偏心质量和偏心力矩） 机组在投入运行的一段时间后，随着压力负荷的增加，其振幅会发生变化，一般是由小到大的趋势。引起振动原因主要有以下几点： （1）转子叶轮叶片和轮盘的腐蚀；（2）局部的气流冲刷，不均匀腐蚀和穿孔；（3）转子叶轮流道的堵塞。 2.2 气流喘振因素 离心风机喘振就是风机小流量下的一种不正常情况。喘振现象包括两方面的因素：离心鼓风机的气流在一定的条件下出现“旋转脱离”是产生喘振的内在因素；与离心鼓风机联合工作的管网系统的特征是其外界条件，只有外界条件适合于内在因素时离心鼓风机才发生喘振现象。鼓风机产生喘振时的特征表现主要有下列几种： （1）气流参数产生大幅度脉动。（2）声音异常，一般会发生周期性的脉动噪音、周期性的低频吼叫声或喘气声。（3）机组振动加剧，一般多为低频振动，振动频率与管网容量的平方成正比，喘振现象产生的原因除上述机理外，还有外界客观因素，如化工工艺控制；系统压力突然升高到高于排气压力；进气温度升高，鼓风机排气压力下降，低于系统压力，进气吸力下降造成鼓风机排气压力成比例降低，鼓风机出口有异物等均能使机组发生喘振。
煤气安全知识 山西省安全专家卢水龙 第一章煤气 第一节煤气来源 目前本地方所用的煤气多属于焦化生产过程中所产生的煤气，注：叫做焦炉煤气，也称焦炉气。它属于炼焦生产过程中煤在高温状态下熔融后所产生的一种物质（混合煤气）。 煤气属于化学危险品的第五类（易燃易爆类）。 所谓易燃易爆化学物品，系指国家标准GB12268—90《危险货物品名表》中以燃烧、爆炸为主要特性的压缩气体、液化气体、、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和以及毒害品、腐蚀品中部分易燃易爆化学物品。 例如：焦炉煤气、、硝化甘油、火箭燃料、三硝基甲苯（TNT炸药）、三乙基铝、等。 一般认为，只要同时满足了以下三个特征，即为危险品。 1.具有爆炸性、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质； 2.在生产、运输、使用、储存和回收过程中易造成人员伤亡和财产损毁； 3.需要特别防护的。 如果此类危险品为，那么它就是（煤气当然满足了）。
根据《》（国家令10号），危险生产企业是指依法设立且取得营业执照的，从事危险生产经营的企业，包括最终产品或中间产品列入《危险名录》的危险化学品的生产使用经营企业。 危险化学品在生产使用经营过程中的危险性比较大，易发生事故，但不一定属于危险化学品都发生事故。所以我们国家早在2000年制定颁布(GB18218—2009) 《》，在2009年3月1日修定为标准《》，于2009年12月1日起实施，本标准代替GB18218—2000《重大危险源辨识》。对从事生产经营储存危险化学品的危险源程度进行辨识，是否构成重大。危险化学品重大是指长期地或临时地生产、加工、使用及储存危险化学品，且危险化学品的数量等于或者超过临界量的单元。 《法》解释为：重大是指长期地或者临时地生产、搬运、使用或者储存危险物品，且危险物品的数量等于或者超过临界量的单元(包括场所和设施)。 《法》第33条规定：生产经营单位对重大危险源应当登记建档，进行定期检测、评估、监控，并制定应急预案，告知从业人员和相关人员在紧急情况下应当采取的应急措施。 生产经营单位应当按照国家有关规定将本单位重大危险源及有关安全措施、应急措施报有关地方人民政府负责监督管理的部门和有关部门备案。 按照焦炉煤气组分、煤气温度、煤气压力，通过仅有的几个数据计算焦炉煤气的密度可知为：—Nm3（标准煤气）。
2019年焦炉煤气综合利用项目可行性研究报告 2019年12月
目录 一、项目概况 (3) 二、项目实施的背景 (3) 1、焦炉煤气综合利用符合国家政策与发展战略 (3) 2、本项目是对公司焦炉气制甲醇项目的综合利用和延伸 (4) 三、项目实施的必要性和可行性 (4) 1、符合国家产业政策及地方政府产业发展规划的要求 (4) 2、甲醇产品市场广阔、需求旺盛 (5) 3、有助于企业进一步发展升级，提升企业整体核心竞争力 (6) 4、完善的配套设施与丰富的人员技术储备为本项目的实施提供可靠的保障 7 （1）园区配套设施完善 (7) （2）公司拥有经验丰富的生产管理和技术团队 (7) 四、项目投资概算及效益测算 (8) 五、项目环保情况 (8) 1、废气处理 (9) 2、废水处理 (9) 3、噪声处理 (9) 4、固体废物处理 (10)
一、项目概况 焦炉煤气综合利用项目系在对公司一、二期焦炉气制甲醇弛放气综合利用的基础上，实现年产50万吨甲醇的生产规模，项目主要建设内容包括：气化工艺装置、变换冷却工艺装置、低温甲醇洗工艺装置、压缩制冷工艺装置、合成气压缩工艺装置、甲醇合成工艺装置、甲醇精馏工艺装置、氢回收工艺装置、厂房仓库、公用工程等。本项目建设期为24个月，项目总投资168,747.30万元。 二、项目实施的背景 1、焦炉煤气综合利用符合国家政策与发展战略 2019年，工信部、国家发改委等八部委发布的《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》（工信部联节[2019]61号），明确指出“鼓励资源综合利用生产甲醇，充分利用低质煤、煤层气、焦炉煤气等制备甲醇，探索捕获二氧化碳制备甲醇工艺技术及工程化应用”。 国家发改委为贯彻落实《国务院关于发布实施促进产业结构调整暂行规定的决定》（国发[2005]40号）和《国务院关于加快推进产能过剩行业结构调整的通知》（国发[2006]11号）的要求，发布的《关于加快焦化行业结构调整的意见的通知》确定鼓励符合国家产业政策要求的大中型焦化企业进行煤气综合利用的项目建设。 焦炉气综合利用制甲醇项目，系在对公司一、二期焦炉气制甲醇弛放气综合利用的基础上，实现年产50万吨甲醇的生产规模，属于资
煤气基础知识 一、煤气基本常识 1、煤气：是指煤或焦碳经热化学加工而产生的可做为燃料或 化工原料的气体。 2、煤气是可燃气体与不可燃气体的机械混合物。 可燃气体成分：一氧化碳CO、甲烷CH4、氢气H2、硫化氢 H2S、碳氢化合物CnHm。 不可燃气体成分：二氧化碳CO2、氮气N2、氧气O2 3、各种成分的性质： 氢气H2—无色无味，比空气轻1.45倍。热值为2612大卡/标立与空气混合遇明火易暴炸。爆炸范围4.1-74.2%，无毒，但浓度较大时易引起窒息。 甲烷CH4—无色但有葱味，比空气轻1.8倍，热值为8699大卡/标立，爆炸范围5.3-15%无毒，但浓度大时易引起窒息。 硫化氢H2S—无色，剧烈臭味，比空气轻1.2倍，燃烧热值为5600大卡/标立。空气中安全标准为0.01克/标立，克中毒含量0.04克/标立。 碳氢化合物CnHm—无色，有毒，在空气中含有0.08%时就会引起中毒。 氧气O2—无色无味，比空气轻1.1倍，可助燃，空气中含量21%。 氮气N2—无色无味的毒性气体，比空气轻，具有窒息作用，空气中含量79%。
二氧化碳CO2—无色无味，比空气重1.5倍，有窒息作用。 一氧化碳CO—无色无味，比空气轻，热值3056大卡/标立，空气中爆炸范围12.5—75%，着火温度610C°，空气中安全浓度30mg/m3（24ppm），可中毒致死浓度500ppm 4、煤气种类: 高炉煤气BFG、转炉煤气LDG、焦炉煤气COG CO CO2 H2 CH4 N2 O2 CnH m 着 火 点 密 度 爆 炸 极 限 发 热 值 高炉煤气25- 27 13- 15 1.2 -2. 0.2 -0. 4 57- 59 0.2 -0. 5 - 750 1.2 9-1 .30 35- 72 800 -90 转炉煤气55- 57 18- 19 1.5 - 2 2. 4-1 9 <2. 650 -70 1.3 96 12. 5-7 4 180 0-2 200 焦炉煤气 8-9 2.8 -3. 4 45- 58 23- 30 3-7 0.4 -0. 6 2-3 550 -65 0.4 5-0 .50 5.6 -30 .4 420 0-4 500 以上数据对比，得出焦炉煤气具有可燃组分比重大、着火点 低、发热值高、毒性稍低（CO）的优越性，工业上广泛使用，但
HZX-FX-Y020 气体分析仪使用说明书 汇众翔环保科技河北有限公司
目录 一、用户需知 (1) 二、简介及应用领域 (1) 简介 (1) 基本形式 (1) 仪器特点： (1) 仪器结构 (2) 仪器内部气路图 (2) 仪器面板按键 (3) 仪器后面板图 (3) 仪器外形尺寸 (4) 仪器信号输出插头接点说明 (4) 应用领域 (5) 三、工作原理 (6) 红外测量原理 (6) 氧测量原理 (6) 主要技术参数 (7) 技术参数 (7) 氧气测量技术参数 (7) 仪表参数 (8) 四、仪器的安装 (8) 开箱检查 (8) 仪器的安装 (8) 五、仪器启动 (8) 启动运行步骤 (8) 操作面板及说明 (9) 显示画面的概要 (9) 基本操作 (10) 六、设定及校正 (10) 量程切换 (10) 量程切换方法的设定 (10) 手动量程的切换 (11) 校正设定 (11) 报警设定 (11) 报警值的设定 (11) 滞后的设定 (12) 自动校正的设定 (12) 自动校正 (12) 自动校正的强制执行及中止 (12) 简易零点校正的设定 (13) 简易零点校正 (13) 简易零点校正的强制执行及中止 (13)
参数的设定 (13) 设定项目的说明： (13) 设定范围 (14) 保持动作 (14) 设定值的意义 (14) 设定项目的说明 (15) 响应速度 (15) 平均时间设定 (15) 平均值复位 (15) 显示灯熄灭 (15) 对比度 (16) 维护模式 (16) 维护模式 (16) 校正 (19) 零点校正 (19) 量程校正 (19) 七、维护 (20) 日常检查 (20) 日常检查维护要领 (21) 关于长期维护品 (21) 试样气室的清洁 (22) 分析部的保险丝更换方法 (23) 八.故障信息 (23) 发生故障时的处理方法 (24) 发生故障时的画面显示及操作 (25) 故障记录文件 (26)
煤隔绝空气进行加热，分别得到固体产品、液体产品和气体产品的过程，即为煤的干馏过程。根据煤被加热的最终温度，分为低温干馏（500～550℃），中温干馏（600～800℃）和高温干馏（900～1050℃）即炼焦过程。 早期的炼铁使用木炭作燃料和还原剂，1709年开始用焦炭代替木炭进行炼铁，从此推动了炼焦生产和技术的发展。 1、炼焦技术的发展阶段 四个发展阶段分别为：成堆炼焦与窑式、倒焰炉、废热式焦炉及现代的蓄热室焦炉。 现在炼焦技术的继续发展阶段： 1）焦炉容积大型化 2）装炉煤预处理技术：配型煤技术、捣固工艺、煤预热工艺等 3）环境保护 4）炼焦自动化技术 2、焦炭的作用与性能 高炉是竖形炉子，从上到下有炉喉、炉顶、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五部分。原料包括铁矿石（或烧结矿）、焦炭和石灰石，交替地由炉顶通过装料装置装入炉内，焦炭和氧气不完全燃烧生成的一氧化碳是高炉内主要的还原剂。焦炭与氧燃烧反应所放出的热量是高炉冶炼过程热量的主要来源。加入石灰石的目的，在于同石灰石与矿石、焦炭中的高熔点酸性氧化物起反应，形成熔点较低、比重较小的炉渣与铁水分开，从炉缸中放出。 由于焦炭在高炉内起支撑料柱的骨架作用，保持炉料分布均匀、透气性好，要求焦炭有较高的抗碎强度和耐磨强度，还要有一定的块度，块度越均匀越好。随着高炉越来越大，高炉喷煤技术的使用，对焦炭强度和块度要求就更高。 焦炭的化学组成包括水分、灰分、挥发分、硫分、磷分等。 焦炭的水分与炼焦煤料的水分无关，也不取决于炼焦工艺条件，主要受熄焦方式的影响。另外焦炭水分要尽量稳定，有利于高炉配料稳定。 焦炭的灰分的主要成分是SiO2和Al2O3。焦炭灰分升高，不但使焦炭的强度降低，在高炉冶炼中需多用石灰石，铁产量下降。 焦炭的挥发分是焦炭成熟程度的标志。焦炭挥发分过高，说明焦炭没有完全成熟，出现“生焦”。焦炭挥发分过低时，说明焦炭过火，焦炭裂纹增多，易碎。
概述 1. 前言 1.1 项目背景简介 ××省××市拥有较为丰富的煤炭资源，是以煤兴市的资源型老工业城市。长期以来，作为能源生产和供应基地，××市为国家，尤其是××省的经济社会发展做出了重大贡献。但是，由于资源结构单一，××市经济社会发展中的问题也日益凸显，主要体现在经济结构失衡、能源接续替代产业发展较慢、生态环境破坏严重等方面，使××市经济社会可持续发展面临严峻挑战。因此，充分发挥现有资源优势，探索××市资源枯竭城市转型之路，是实现××市可持续发展的迫切要求。 ××（××）新型煤化工合成材料基地（原××××临涣工业园）位于××市濉溪县韩村镇境内，距离××市区约50公里。该基地于2005年启动建设，2010年3月，××省人民政府以皖政秘[2010]53号《关于同意筹建××××临涣工业园的批复》，同意临涣工业园比照省级开发区筹建，规划为煤基合成材料和循环经济为战略发展方向的高新技术产业园区，是××市推进资源型经济转型的重要平台，是××省重点建设的四大化工产业基地之一，基地批复规划建设面积为20.4平方公里。 2012年3月，国家工业和信息化部批准园区为第一批国家级“循环经济示范园区”；2012年7月，××省经济和信息化委员会批准园区为“××省新型工业化产业示范基地”；2014年10月，原××省环境保护厅以皖环函[2014]1338号《××省环保厅关于××××临涣工业园规划环境影响报告书审查意见的函》，同意园区规划方案；2015年4月，××××临涣工业园正式更名为××（××）新型煤化工合成材料基地。 ××矿业（集团）有限责任公司（简称××矿业集团）是××省以煤炭和煤化工产品生产为主，多种经营、综合发展的特大型国有企业集团；××煤矿是国家十三大煤炭基地之一。××矿业集团依据“依托煤炭、延伸煤炭、超越煤炭”的战略规划、组织实施了“临涣焦化焦炉煤气综合利用项目”。该项目是××省“861行动计划”的重点项目、是振兴皖北经济1号工程“煤化-盐化一体化”工
钢铁煤气防护项目解决方案
项目背景 项目业主是中国特大型钢铁联合企业，国际上市公司，素有"江南一枝花"的美誉。现具备1800万吨钢配套生产规模，总资产921亿元。拥有世界先进的冷热薄板、镀锌板、彩涂板、硅钢、H型钢、高速线材、高速棒材和车轮轮箍生产线，形成了独具特色的“板、型、线、轮”产品结构。车轮和H 型钢产品获得“中国名牌”称号，其商标被评为“中国驰名商标”。 该钢铁煤气防护站拥有华东区域最专业的煤气防护作业人员、设备以及操作流程，曾外派协助华东区域多家大型钢铁企业的煤气防护作业。 该钢铁煤气防护站主要职责以及作业区域：炼铁厂高炉主控室、热除煤气区域；烧结厂烧结机煤气区域，竖炉煤气区域、看火煤气区域、烘干煤气区域、加压站煤气区域；炼钢厂各烤包器、混铁炉煤气区域、轧钢厂加热炉煤气区域、动力厂各TRT煤气区域及外网煤气管道各个排水器的巡检以及防泄漏。
解决方案 方案概述 该钢铁煤气防护站需购进先进的、高精度便携煤气分析仪用以平常巡检以及日常作业，我司向其提供便携红外煤气分析仪Gasboard-3100P，该设备测量精度高，结构简单，携带方便，实用性强，响应时间快，一分钟完成测试，无耗材，使用成本低，可同时测量CO，CO2，CH4，H2，O2，C n H m，热值，完全满足马钢煤气防护站日常作业。 仪表供货范围及规格型号： 便携红外煤气分析仪Gasboard-3100P 使用环境 1）工作温度：0～50℃； 2）相对湿度：≤95%； 3）大气压力：86～108KPa；
●技术指标 测量组分：CO/CO2/CH4/H2/O2/C n H m以及热值 测量方法：CO/CO2/CH4/C n H m:NDIR非分光红外；H2:TCD热导；O2:ECD长寿命电化学 量程：CO:0-75%，CO2:0-25%，CH4:0-40%，H2:0-75%，O2:0-25%，C n H m：0-10%（量程可以根据用户实际需求配置） 分辨率：CO/CO2/CH4/H2/O2/C n H m:0.01% 精度：CH4/CO/CO2/C n H m:1%FS；H2/O2:2%FS 重复性误差：CO/CO2/CH4/C n H m:≤1% 最佳流量：0.7-1.2L/min 进气压力：2KPA-50KPA 氧气要求：无尘、无水、无油 相应时间（TD+T90）：＜10S（NDIR） 数字输出：RS-232 工作电源：可充电锂电池供电 热值计算方法：Q=126.63[CO]+108.32[H2]+359.94[CH4]+665[C n H m]（MJ/Nm3） ●功能特点 采用具有我司自主知识产权的NDIR非分光红外气体分析技术，TCD热导分析技术； 可同时测量高炉、转炉、焦炉、发生炉煤气中的CO、CO2、CH4、H2、O2、C n H m，并能自动显示气体热值； CH4不受C n H m干扰； 气体中的CO、CO2、CH4对H2的测量结果没有影响； 气体采样流量对H2热导传感器无影响； 内置进口采样气泵，取代实验室奥氏、色谱等人工取样分析； 集成LCD液晶（320×240）显示屏； 操作简单，维护方便；
焦炉煤气净化工艺流程的选择 (2011-01-24 13:14:42) 标签： 分类：焦化类 煤化工 杂谈 笑看人生 摘要：本文对我国煤气净化工艺的发展进行了回顾，提出了我国焦炉煤气净化工艺发展的方向以及选择工艺流程的原则。并推荐采用的焦炉煤气净化工艺流程以及各单元中应采用的行之有效的环保、节能技术。 1 焦炉煤气净化工艺的历史回顾 我国焦炉煤气净化发展是与炼焦工业的发展紧密相连的。建国以前，我国焦化工业几乎是一片空白。建国以来，随着炼焦工业的发展，煤气净化工艺从无到有，蓬勃发展，技术水平和装备水平得到了不断提高。概括起来，大体上经历了三个阶段。第一个阶段是从20世纪50年代末到60年代中期，我国焦化厂的焦炉煤气净化工艺主要是以50年代从原苏联引进的工艺为基础、消化翻板饱和器法生产硫铵的老流程，以当时的武钢焦化厂、包钢焦化厂、鞍钢化工总厂、太钢焦化厂、马钢焦化厂等一批大型厂为代表。但该工艺存在流程陈旧、能耗高、环保措施不健全、装备水平低等问题。主要表现在初冷采用立管冷却器，冷却效率低；硫铵装置设备庞大，煤气阻力大，产品质量差，设备腐蚀严重；没有配套建设脱硫装置，终冷系统不能闭路，对大气和水体污染严重；在粗苯蒸馏系统采用蒸汽法，不但耗用大量蒸汽，产品质量也得不到保证。第二阶段是从60年代中期至70年代末期，随着我国自行设计的58型焦炉不断推广及炭化室高5.5米焦炉的诞生，对煤气净化工艺开展了与石油、化工行业找差距进行技术革新的阶段。在广大技术人员的努力下，在此期间我们将初冷流程改为二段冷却；开发了多种油洗萘代替终冷水洗萘；研制成功了终冷水脱氰生产黄血盐，解决了终冷水的污
焦炉煤气综合利用技术探讨 摘要：我国的煤炭资源丰富，是世界上焦炭产量最大的国家，约占世界焦炭生 产总量的百分之六十，在生产焦炭的过程中会产生大量的焦炉煤气，是一种非常 丰富的能源，如何高效利用焦炉煤气是各国研究的重要课题，对于营造低碳环境，创造经济效益具有很大的推动作用，实现资源的循环利用，对于我国经济的可持 续发展具有很大的积极意义。因此，本文对焦炉煤气综合利用技术进行探讨。 关键词：焦炉煤气；综合利用；技术 焦炉煤气是炼焦过程中产出焦炭和焦油产品的同时得到的可燃气体，是炼焦 副产品。每生产1t焦炭，约副产400m3焦炉煤气，除一半用于焦炉自身加热外，还会剩余约200m3。若不合理利用，既造成巨大的资源浪费，又造成严重的环境 污染。随着我国能源结构的调整及排放法规的日益严格，如何合理、高效、无污 染地利用焦炉煤气，已成为目前社会关注的热点之一。 1焦炉煤气综合利用技术分析 1.1传统的利用方式——加热燃料 焦炉煤气的传统利用方式普遍用于燃料，作为不同加热设备的气体燃料，延 用近百年的历史。与固体燃料比较，有使用便捷、管道输送和传热效率高等优点，受到工业和民用的青睐。 利用焦炉煤气生产炭黑新工艺的研究就是以焦炉煤气为燃料，以煤焦油为原料，采用油——气技术路线。工艺特点:采用新型反应炉，利用在线高温空气预热 器和油预热器，强化反应条件，提高产品质量和收率，降低一次消耗。利用焦炉 煤气特性，结合炭黑生产技术特点，研究开发利用焦炉煤气作燃料生产炭黑的新 工艺技术，扩大了炭黑生产的燃料范围;高效焦炉煤气喷嘴的研制，结合焦炉煤气 特点，加长燃烧器长度，在燃烧器的配风结构上采用同向双旋流沟槽，两风道入风，增大燃烧器燃烧喷嘴的配风湍流程度，使燃烧火焰更加稳定;开发研制新型煤 气型反应炉，加大反应面积，结合煤气燃烧均匀的特点，改进燃烧室结构。 1.2利用焦炉煤气发电 利用富余焦炉煤气，选择可靠性高、可连续性生产的直燃式航空发电机组进 行发电，减少能源浪费，减少温室气体甲烷的排放，保护环境。焦炉煤气发电后 的尾气余热进行回收，建立空调中心，夏天向井下和办公楼等地点供冷，冬天向 井口和办公楼等地点供暖。 中国平煤神马集团朝川焦化公司采用的燃气轮机发电，由粗苯来的净化后的 煤气经煤气压缩机加压到0.9MPa送往六台2000kW的QDR2型燃气轮发电机组，燃气轮机尾气余热设置六台6.5t/h的余热锅炉，机组装机容量为15000kW，自耗 电量达9.97%，每小时能外供13489kW，运行情况良好。 1.3焦炉煤气生产甲醇 甲醇是一种很好的液体燃料，也是一种重要的化工原料，随着技术的发展， 甲醇应用的拓宽，其前景市场更加广阔。焦炉煤气中的甲烷含量在24%～28%左右，在6.0MPa压强下即可合成甲醇，反应速度快，流程短，相较于天然气、煤 制作甲醇成本要低，合成甲醇也是目前高效利用焦炉煤气的重要方式之一。焦炉 煤气合成甲醇技术的关键步骤是将焦炉煤气深度净化，然后将焦炉煤气中的甲烷 及少量多碳烃转化为一氧化碳和氢气，以满足甲烷转化催化剂和甲醇合成催化剂 的要求，提高其催化能效和使用寿命。目前，焦炉煤气甲烷转化工艺主要有催化 氧化转化法、非催化转化法、蒸汽转化法三种，催化氧化转化法因其流程短、投
《焦炉结构与设备》 一、教学内容： （一）、焦炉整体结构概述 （二）、护炉铁件 （三）、焦炉加热设备 （四）、荒煤气导出设备 （五）、焦炉机械 （六）、附属设备和修理装置 二、学习目的： 了解焦炉的整体结构，掌握护炉铁件、蓄热室、燃烧室、炭化室及荒煤气导出道的结构。 目录 第一章焦炉整体构造 一、焦炉炉型的分类 二、现代焦炉的结构 1.1 炭化室 1.2 燃烧室 1.3 斜道区 1.4 蓄热室 1.5 小烟道 1.6 炉顶区 1.7 焦炉基础平台、烟道、烟囱 第二章炼焦炉的机械与设备
2.1 护炉铁件 2.1.1 护炉铁件的作用 2.1.2 保护板和炉门框 2.1.3 炉柱、拉条和弹簧 2.1.4 炉门 2.2 焦炉加热设备 2.2.1 加热煤气设备 2.2.2 焦炉的煤气管系 2.2.3 交换设备 2.2.4 废气设备 2.3 荒煤气导出设备 2.3.1 高压氨水及水封上升管盖装置2.3.2 上升管与桥管 2.3.3 集气管与吸气管 2.4 焦炉机械 2.4.1 装煤车 2.4.2 拦焦车 2.4.3 推焦车 2.4.4 熄焦车和电机车 2.5 附属设备和修理装置 2.5.1 炉门修理站 2.5.2 余煤单斗机和埋刮板提升机2.5.3 悬臂式起重机和电动葫芦
2.5.4 推焦杆更换装置 第一章焦炉整体结构 一、焦炉炉型的分类： 现代焦炉因火道结构，加热煤气种类及其入炉方式，实现高向加热均匀性的方法不同等分成许多型式。 因火道结构形式的不同，焦炉可分为二分式焦炉，双联火道焦炉及少数的过顶式焦炉。 根据加热煤气种类的不同，焦炉可分为单热式焦炉和复热式焦炉。 根据煤气入炉的方式不同，焦炉可分为下喷式焦炉和侧入式焦炉。 二、现代焦炉的结构： （一）、现代焦炉虽有多种炉型，但都有共同的基本要求： 1）焦并长向和高向加热均匀，加热水平适当，以减轻化学产品的裂解损失。 2）劳动生产率和设备利用率高。 3）加热系统阻力小，热工效率高，能耗低。 4）炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。 5）劳动条件好，调节控制方便，环境污染少。 （二）、JN型焦炉及其基础断面 图1.1 JN型焦炉及其基础断面 现代焦炉主要由炉顶区、炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室、烟道区（小烟道、分烟道、总烟道）、烟囱、基础平台和抵抗墙等部分组成，蓄热室以下为烟道与基础。炭化室与燃烧室相间布置，蓄热室位于其下方，内放格子砖以回收废热，斜道区位于蓄热室顶和燃烧室底之间，通过斜道使蓄热室与燃烧室相通，炭化室与燃烧室之上为炉顶，整座焦炉砌在坚固平整的钢筋混凝土基础上，烟道一端通过废气开闭器与蓄热室连接，另一端与烟囱连接口根据炉型不同，烟道设在基础内或基础两侧。以下分别加以介绍： 1.1 炭化室 炭化室是煤隔绝空气干馏的地方，是由两侧炉墙、炉顶、炉底和两侧炉门合围起来的。炭化室的有效容积是装煤炼焦的有效空间部分;它等于炭化室有效长度、平均宽度及有效高度的乘积。炭化室的容积、宽度与孔数对焦炉生产能力、单位产品的投资及机械设备的利用率等均有重大影响。炭化室顶部还设有1个或2个上升管口，通过上升管、桥管与集气管相连。 炭化室锥度：为了推焦顺利，焦侧宽度大于机侧宽度，两侧宽度之差叫做炭化室锥度。炭化室锥度随炭化室的长度不同而变化，炭化室越长，锥度越大。在长度不变的情况下，其锥度越大越有利于推焦。生产几十年的炉室，由于其墙面产生不同程度的变形，此时锥度大就比锥度小利于推焦，从而可以延长炉体寿命。 1.2 燃烧室 双联式燃烧室每相邻火道连成一对，一个是上升气流，另一个是下降气流。双联火道结构具有加热均匀、气流阻力小、砌体强度高等优点，但异向气流接触面较多，结构较复杂，砖形多，我国大型焦炉均采用这种结构。每个燃烧室有28个或32个立火道。相邻两个为一对，组成双联火道结构。每对火道隔墙上部有跨越孔，下部除炉头一对火道外都有废气循环孔。砖煤气道顶部灯头砖稍高于废气循环孔的位置，使焦炉煤气火焰拉长，以改善焦炉高向加热均匀性和减少废气氮氧化物含量，还可防止产生短路。 图1.2 JN型焦炉斜道区结构图 1.3 斜道区 燃烧室与蓄热室相连接的通道称为斜道。斜道区位于炭化室及燃烧室下面、蓄热室上面，是焦炉加热系统的一个重要部位，进人燃烧室的焦炉煤气、空气及排出的废气均通过斜道，斜道区是连接蓄热室和燃烧室的通道区。由于通道多、压力差大，因此斜道区是焦炉中结构
全功能气体分析仪
2 用 于 监 测 最 新 过 程 的 全 功 能 气 体 分 析 仪 INFICON Transpector CPM 的下列性能可在低成本下实现现场早期报警: 测量气相反应; 验证真空的完整性; 鉴别痕量污染物; 测量过程与本底的组分; 定性气体纯度. CPM 的特点 用于监测复杂过程的四极气体分析系统. 允许7天24小时连续监测,达到最大的产额和产量, 从而将成本降至最低. 足够的小型和性能,可安装在压强很高的真空室内. HexBlock 取样系统的最佳性能. 内置CDG, 用于过程压强监测和真空联锁. 备有可选的校准参考源, 用于调谐和气体参考. 封闭的长寿命离子源可在阻挡大多数腐蚀性和反应性气体的同时,检测亚ppm 量级的 污染物. 重量轻,易搬运. INFICON CPM 小型过程监测器是一台全功能、轻便、高性能气体分析仪，理想地用于现场监测复杂的过程.其干式抽空系统采用INFICON Transpector 2气体分析系统的验证技术,并达到新的性能水平. CPM 良好的适配性 空间是可贵的,我们的CPM 占空间小,可灵活安装.为对被分析气体影响最小和在宽压强范围内快速提供结果,我们开发了多功能的HexBlock 注入口. 为确保最高的性能与可靠性,我们采用已在12,000台以上Transpector 2气体分析系统上得到验证的四极传感器. 为适应某些复杂应用,如刻蚀和CVD 中存在腐蚀性极高的气体, 我们采用化学惰性优等的316不锈钢加工 单组合件HexBlock 注入口,并配用抗腐蚀泵. 检测器采用封闭型的,以及在苛刻的应用与在亚ppm 量级鉴别污染物条件下能保持长寿命的离子源(CIS). 内置电容薄膜真空计(CDG)精确地监测过程压强,并可真空联锁, 备有用于调谐和气体参考的校准参考源选件. 全力支持 作为半导体市场RGA 产品的领先者, INFICON 具有发展创新与可靠的,增长产量的监测系统资源,加上全球应用网络,需要时可随时随地提供专家支持与协助. INFICON CPM 小型过程监测器将提供您所预期的，来自INFICON 公司的卓越性能,多功能性和价值，一个小型仪器提供的全功能与牢靠性，可用于7天24小时的连续生产监测和基础实验室的科研应用 .
焦炉煤气知识问答 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
焦炉煤气知识问答 1.荒煤气的组成有哪些占多大的比例 煤在炭化室内炼焦产生的没有经过净化处理的黄色粗煤气叫荒煤气。荒煤气的组成大致是（克/米3）：水蒸气250－450、焦油气80－120、粗苯30－45、氨8－16、硫化氢6－30、氰化物－、轻吡啶盐基－、萘10、其它2－ 2.为什么荒煤气必须净化 煤在炭化室内炼焦产生的煤气（荒煤气）含有大量各种化学产品，其中焦油、萘容易凝结挂霜堵塞管道，影响煤气的输送。另外，荒煤气中还含有硫化物、氰化物等有毒成份，并且对煤气设备有腐蚀性。所以这种煤气不经加工处理，或者说不经精制是不能作为气体燃料使用的，煤气净化的目的是除去荒煤气中的焦油雾、氨、苯类、轻油、硫化物、氰化物、萘、煤气中的液体（即冷凝氨水），最后获得以氢、甲烷等不凝性气体为主的精制焦炉煤气。 3.净焦炉煤气组成有哪些净煤气（经回收化学产品后的煤气，又称回炉煤气）的组成大 致是（体积％）：氢气54－59、甲烷23－28、其它烃类2－3、一氧化碳－7、二氧化碳－、氧气－、氮气3－5 4.荒煤气净化后主要分离出哪几种产品产率都是多少 荒煤气经冷凝回收处理后，分离出煤气、焦油、粗苯和氨他们的煤产率如下（按炼焦干煤的重量％计）： 5.煤气15-19、焦油3-4、粗苯、氨城市煤气有哪些要求
各国对城市煤气的质量均有严格要求，对杂质含量都作出明确规定。中国规定的指标与工业发达国家基本相似，具体要求为：（1）低发热值大于14654kJ/m3;(2)杂质允许含量（mg/ m3）:焦油和灰尘小于10，硫化氢小于20，氨小于50（冬季）和100（夏季）：（3）含氧量小于1％（体积）。 6.焦炉煤气有那些性质 焦炉煤气性质主要有如下几个方面：（1）焦炉煤气是一种无色（在没有回收化学产品时呈黄色）有毒气体（约含6％的CO）；（2）发热值较高（16720－18810 kJ/m3），含惰性气体少（氮气约4％），含氢气较多（近60％），燃烧速度快，火焰短；（3）爆炸范围大（5－30％），遇空气易形成爆炸性气体；（4）易着火，燃点低（600℃）；（5）煤气较脏时，管道易被焦油、萘堵塞，煤气中冷凝液还会腐蚀管道。 7.焦炉煤气中的硫化氢是怎样形成的 在炼焦过程中，配合煤中的一部分硫在高温作用下，主要形成无机物的硫化氢和少许部分有机硫化物（二氧化硫、噻吩等）。有机硫化物在较高温度作用下继续发生反应，几乎全部转化为硫化氢，煤气中硫化氢所含硫约占煤气中总含硫量的90％以上。 8.硫化氢有哪些主要物理性质 硫化氢在常温下是一种带刺激臭味的气体，其密度为1.539千克/米3，燃烧时能生成二氧化硫和水，有毒，在空气中含％时就能使人死亡。同时硫化氢对钢铁设备有严重的腐蚀性。 9.硫化氢在煤气中的含量是多少
焦炉煤气综合利用制取液化天然气 1 问题提出 近年来, 我国对焦化行业实施“准入”制度，焦炉煤气的综合利用成为炼焦企业生存与发展的关键。一些大型的炼焦企业建设了焦炉煤气制甲醇项目，并取得了良好的经济效益，为大型炼焦企业综合利用焦炉煤气找到了新方法。但中小焦化企业生产规模相对较小，焦炉煤气产量少，成本优势不明显，多家企业联合又困难，影响了焦化企业对焦炉煤气的综合利用。 2 焦炉煤气生产LNG的技术特点 为了解决中小企业焦炉煤气综合利用的问题，中科院理化技术研究所改变利用思路，将有效成分甲烷和氢气作为两种资源综合利用，开发出了焦炉煤气低温液化生产LNG联产氢气技术（已申请专利），新技术具有以下特点： 1) 可以省去甲烷转化工序，大大节省投资成本。 2) 由于新工艺拥有独立的循环制冷系统，操作弹性非常大，适应性强，运行稳定。 3) 产生的氢气可以利用氢气锅炉为全厂提供动力和热力，这方面的技术已经非常成熟。有经济实力的企业还可以配套合成氨等装置，相对投资少，效益更高。并随着氢气利用技术的日益发展可以生产液氢产品等。 4) 产品市场好。预计未来15年中国天然气需求将呈爆炸式增长，到2010年，中国天然气需求量将达到1000×109 m3，产量约800×109 m3,缺口将达到200×109 m3；到2020年天然气需求量将超过2000×109m3，而产量仅有1000 ×109m3, 50％将依赖进口。 5) 整套方案中工艺流程短，操作简单。处理量1 ×106 m3 /d的生产装置，只需要40～50操作工，非常适合中小型焦化企业对焦炉煤气的综合利用。 3 焦炉煤气生产LNG联产氢气工艺路线 液化天然气是天然气经过预处理，脱除重质烃、硫化物、二氧化碳、水等杂质后，在常压下深冷到－162℃液化制成，液化天然气是天然气以液态的形式存在，
精心整理 煤气基础知识 一、 煤气基本常识 1、 煤气：是指煤或焦碳经热化学加工而产生的可做为燃料或化工原料的气 2、 、碳 3、 标立，大卡/标立。空气中安全标准为0.01克/标立，克中毒含量0.04克/标立。 碳氢化合物CnHm —无色，有毒，在空气中含有0.08%时就会引起中毒。 氧气O2—无色无味，比空气轻1.1倍，可助燃，空气中含量21%。
氮气N2—无色无味的毒性气体，比空气轻，具有窒息作用，空气中含量79%。 二氧化碳CO2—无色无味，比空气重1.5倍，有窒息作用。 一氧化碳CO—无色无味，比空气轻，热值3056大卡/标立，空气中爆炸范围12.5—75%，着火温度610C°，空气中安全浓度30mg/m3（24ppm），
工作人员进行安全技术培训，经考试合格后才准上过工作，以后每两年进行一次复检。并且煤气作业人员应每隔1-2年进行一次健康体检，不符合要求者，不应从事煤气作业”；“凡有煤气设施的单位应设专职或兼职的技术人员负责本单位的煤气安全安全管理工作”。
1、煤气区域工作必须确保两人以上，相互监护。煤气区域空气中的CO安全浓度不应超过24ppm，在超过安全浓度的地区工作时必须采取必要的安全措施。带煤气作业要佩戴正压式空气呼吸器，使用前要检查确认，保证空气压力28-30mpa,当压力低至5mpa或听到报警声，应立即撤出事故现场 2、CO浓度和可工作时间规定： 3 4 5 爆型。特别是焦炉煤气大量泄漏的现场严禁使用手机。 6、进行煤气设备检修检查，必须与煤气设备设施所属单位联系。取得允许后方可进行，工作完毕后应告知设备单位负责人。 7、进行带煤气的危险性作业，必须与焦化厂联系，请求救护人员进行现
红外煤气成分及热值分析仪在冶金、化工、新能源领域中的应用 煤气作为钢铁、化工、新能源等工业领域重要的能源载体，为了有效、安全、合理利用，煤气成分及热值参数的监测具有至关重要的意义。传统的奥式化学分析方法全组分分析时间周期长，且存在着无法避免的系统误差和操作中难以控制的偶然误差，准确度已不能满足分析精度的要求。而煤气色谱分析采用的是全填充柱的多维色谱，由于填充柱的柱效率低，分析时间长，分离效果差，煤气中许多关键组分得不到分离，且采用热导检测器(TCD)测定烃类灵敏度低。 随着红外光谱技术的成熟，红外气体分析仪因其取样、分析全自动，响应快，精度高，一次性投资，使用成本低等优势得到了快速发展及应用。本文介绍了一种基于双光束红外技术的多组分煤气分析仪Gasboard-3100，分析仪传感器采用模块化设计，可在一个气室内完成CO2、CO、CH4、CnHm 的测量，并结合MEMS热导技术及长寿命电化学技术，实现对6组分煤气的高效、快速、灵敏测定。 图1.煤气分析仪（在线型）Gasboard-3100 一、红外煤气成分及热值分析仪Gasboard-3100优势分析 1.一台仪器同时测量6种气体成份 一台气体分析仪能够同时测定多组分气体中的各种气体的浓度，对于工业企业而言,这就意味着设备投入成本的大幅降低。煤气分析仪Gasboard-3100的核心传感器采用了模块化设计，通过双光束红外技术实现一个气室内完成CO2、CO、CH4、CnHm的同时测量，并结合MEMS热导技术及长寿命电化学气体传感器技术，实现6组分煤气同时分析。
（1）非分光红外法（NDIR） 非分光红外法（NDIR）广泛应用于CO、CO2、CH4、CnHm等气体的浓度测量中。该测量原理基于极性气体分子对红外光的吸收符合朗伯-比尔定律（Lambert-Beer）。极性气体分子在红外波段都有自己的特征吸收带，特征吸收带就如同指纹一样具有可鉴别性，通过在特征吸收带对红外能量的吸收，可以反映出气体浓度的大小。对于混合气体，在传感器或红外光源前安装一个适合被测气体吸收波长的窄带滤光片，使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化，就可以分析特定组分。 以CO2分析为例，红外光源发射出1-20μm的红外光，通过一定长度的气室吸收后，经过一个4.26μm波长的窄带滤光片后，由红外传感器监测透过4.26μm波长红外光的强度，以此反映CO2气体的浓度。 图2.双光束红外传感器技术 湖北锐意自控开发的具有自主知识产权的单光源，双光束结构非分光红外气体传感器，通过设置2个滤光片，一个过滤的红外光信号不衰减作为参考通道，另一个过滤吸收度最大的红外信号波段，以此作为测量通道信号。二者比较后参与数据计算，最大限度地消除光源信号变化导致的漂移，从而保证了测量的精度和长期稳定性。 图3.双光束红外传感器
焦炉煤气净化技术现状 在2004年国家公布的《焦化准入条件》中，明确规定新建或改造焦炉要同步配套建设煤气净化设施。至2006年底，经国家发改委核准的厂家仅108家，这些家的产能之合仅占当年焦炭总产能的30％左右。还有大量企业未被核准，其主要原因之一就是煤气净化设施配套不完善。煤气净化设施主要包括冷凝鼓风装置、脱硫脱氰装置、氨回收装置及苯回收装置。所谓配套不完善，是指缺某个或某些装置，特别是缺脱硫脱氰装置。 主流工艺技术 我国焦炉煤气净化工艺通过不断引进国外先进技术和创新发展，已经步入世界先进行列；煤气净化工艺已基本涵盖了当今世界上较为先进的各种工艺流程。目前，年产焦炭100万t以上的大型焦化厂全部设有煤气净化系统，对来自炼焦炉的荒煤气进行净化处理，脱除其中的硫化氢、氰化氢、氨、焦油及萘等各种杂质，使之达到国家或行业标准，供给工业或民用用户使用；同时，对化工副产品进行回收利用。 煤气净化工艺采用的主要技术包括：焦炉煤气的冷凝冷却及排送、焦油氨水分离、焦油、萘、硫化氢、氰化氢、氨等杂质的脱除以及粗苯的回收等。 焦炉煤气的冷凝冷却 焦炉煤气的冷凝冷却，即初步冷却，普遍采用了高效横管间冷工艺。其特点是：煤气冷却效率高，除萘效果好；当煤气温度冷却至20～22℃，煤气出口含萘可降至0.5g/m3，不需另设脱萘装置即可满足后续工艺操作需要。
高效横管间冷工艺通常分为二段式或三段式初冷工艺。当上段采用循环冷却水，下段采用低温冷却水对煤气进行冷却时，称为二段式初冷工艺。为回收利用荒煤气的余热，通常在初冷器上部设置余热回收段，即构成三段初冷工艺。采用三段初冷工艺，回收的热量用作冬季采暖或其它工艺装置所需的热源，不仅可以回收利用荒煤气的余热，同时也可节省大量循环冷却水，节能效果显著，应大力倡导采用。 除上述普遍采用的横管间冷工艺外，焦炉煤气的冷凝冷却也可采取先间冷，后直冷的“间直冷工艺”对焦炉煤气进行冷却。间直冷工艺的优点在于煤气在通过直冷塔冷却的同时，可对煤气中夹带的煤粉进行洗涤、净化，使去后续装置的煤气更加洁净；缺点是工艺流程较长，运行费用高，脱萘效果差，一般需单独设置后续脱萘装置。 焦炉煤气的排送 焦炉煤气的排送由煤气鼓风机完成。从焦炉来的荒煤气经初冷工艺冷凝冷却后，通常经电捕焦油器（当电捕设在负压侧）进入煤气鼓风机，由煤气鼓风机加压后，送至后续装置。 目前，国内焦化厂煤气鼓风机较多采用电动离心式煤气鼓风机，其流量调节通常采用液力偶合器调速、电机变频调速或鼓风机前导向技术完成上述三种煤气鼓风机流量调节技术均可根据煤气输送负荷的变化，对煤气流量进行自动调节、降低鼓风机的电能消耗、降低运行费用；其中，变频技术由于技术成熟，节能效果显著，在工业生产中应用广泛，因此值得广泛采用。 除电动煤气鼓风机外，蒸汽透平驱动的煤气鼓风机在国内外煤气排送工艺中也常采用。由于同电动鼓风机相比，汽动鼓风机具有能源利用率更高，更加节能