高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气的区别?
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高炉煤气和转炉煤气热值概述说明以及解释1. 引言1.1 概述高炉煤气和转炉煤气是在冶金工业中产生的两种重要燃料气体。
它们在冶金过程中起着至关重要的作用,广泛应用于铁矿石冶炼、钢铁制造等领域。
本文将对这两种煤气的热值进行概述,探讨其成分与形成过程,并比较它们在工业应用中的优缺点。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分:引言、高炉煤气、转炉煤气、高炉煤气与转炉煤气的比较以及结论。
首先,在引言部分,我们将简要介绍全文的大致内容和结构。
1.3 目的本文旨在全面了解和比较高炉和转炉产生的两种不同类型的提纯合成气体,即高炉煤气和转炉焦化气。
通过深入了解它们的组成成分、形成过程以及应用领域中存在的优缺点,我们可以更好地理解它们在冶金行业中的作用,并对未来技术的发展提出建议。
请注意,本文将使用传统高炉和转炉技术的相关概念和术语,并重点讨论其在工业应用中的现状和趋势。
2. 高炉煤气2.1 热值概述高炉煤气是在高炉冶炼过程中产生的一种副产品。
它是由焦碳在高温下与空气和其他物质反应而形成的混合气体。
高炉煤气主要包含一氧化碳、二氧化碳、氮以及少量的水蒸汽、甲烷和其他杂质。
它具有较高的能量价值,通常用于加热和提供能源供应。
2.2 形成过程与组成高炉煤气的形成与高炉冶金过程密切相关。
当焦碳进入高温高压环境时,它会发生部分氧化反应,生成一氧化碳和二氧化碳等物质。
同时,在还原条件下,焦碳也可以与其他材料(如铁矿石)反应,生成一些挥发性有机物质。
这些物质通过裂解、重整和改性等过程生成了最终的高炉煤气。
根据不同的冶金工艺和原料特性,高炉煤气的组成可能会有所差异。
然而,通常情况下,一氧化碳和二氧化碳的含量是最高的,占总体组成的一大部分。
其他主要成分包括氮、水蒸汽和甲烷等。
2.3 应用与优缺点高炉煤气有广泛的工业应用。
首先,它可以被直接利用作为能源供应。
通过合理设计和调整供气参数,高炉煤气可以用于加热锅炉、发电设备以及其他需要燃料的工艺装置中。
煤气安全知识本资料主要向大家介绍煤气基本知识、煤气事故及预防措施、煤气设施操作与检修注意事项。
第一章煤气基本知识一、煤气的产生:焦炉煤气:是指用炼焦精煤,在炼焦炉中经高温干馏后,在产出焦炭、焦油的同时所得到的可燃气体。
高炉煤气:在高炉冶炼过程中,从炉顶产生出来的气体经过除尘过滤净化而得到的可燃性气体。
转炉煤气:在转炉炼钢过程中,铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体。
△二、各种煤气的主要成分、含量及主要特性序号特性值焦炉煤气高炉煤气转炉煤气1 H2(%)58-602 1.52 CO(%)5-8 27-30 50-703 CH4(%)23-27 / /4 CmHn(%) 2-4 / /5 O2(%)0.3-0.8 0.2 0.5-0.86 N2(%)3-7 55-57 10-257 CO2(%)2-3 8-12 15-258 密度(Kg/Nm3)0.4686 1.295 1.2539 发热值(kmol/标m3)4000-4300 800-1000 1700-200010 着火温度(℃)550-650 700-800 650-70011 爆炸极限5-30 30.84-89.49 18-8312 气比重0.45 0.9-1.1 1.36313 主要性质无色、有臭味、有毒、易燃易爆无色、无臭味、剧毒、易燃易爆无色、无臭味、剧毒、易燃易爆三、煤气对人体的危害:△1、在煤气区域(设备内)工作时间的要求,进入煤气区域工作时,应采空气样作分析。
⑴、CO含量≤30mg/m3(24PPm)时,可较长时间工作。
⑵、CO含量≤50mg/m3(40PPm)时,进内连续工作时间≤1小时。
⑶、CO含量≤100mg/m3(80PPm)时,进内连续工作时间≤0.5小时。
⑷、CO含量≤200mg/m3(160PPm)时,进内连续工作时间≤15-20分钟。
工作人员进入设备内工作的时间间隔至少为2小时。
2、空气中不同的CO含量对人体的危害序号空气中CO含量(PPm)经过时间产生后果1 100 8小时以内没有明显后果2 500 1小时以上头痛恶心3 1000 1小时以内头痛恶心周身不适4 5000 20-30分钟晕迷、中毒致死亡5 10000 1-2分钟中毒致死亡第二章煤气的事故及预防△一、煤气事故种类煤气三大事故:中毒、着火、爆炸。
钢铁企业的主要气态燃料为高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气。
在实际生产过程中不可避免的要求部分用户使用混合煤气以维持厂内燃料气体平衡和满足特殊的用户要求。
供应混合煤气需设置煤气混合站、加压站设施。
在混合站与加压站的设置过程中,以前通常按照系统繁简程度、投资回报率和检修维护等方面的因素进行选配,而对系统节能特性考虑较少。
在当前提倡低碳发展、节能环保的大前提下,节能因素更应摆在系统选配最优先的位置。
笔者通过对高、焦炉煤气混合、加压过程的计算和比较来阐述煤气混合加压站的合理节能配置方式。
1 煤气混合站、1.1高炉煤气和焦炉煤气在加压前先进行混合,加压机对混合后煤气加压至所需压力。
系统框图见图1先混合后加压的配置方式的主要优点为投资省、系统简单和便于生产维护和调节 1 ]1.2 先高炉煤气和焦炉煤气首先单独进行加压,加压后的高压煤气再进行混合,混合后煤气压力设定在输送用户所需压力。
系统框图见图2先加压后混合的方式可以提供多种热值混合煤气,但是加压设备多、管路复杂,不便于操作和维护;同时当混合站和加压站不是集中布置时,两根高压煤气管道的长度增加,投资比先混合后加压增加[12煤气混合和加压系统主要能耗即为煤气加压机电耗。
以下对某实际工程分别采用先混合后加2.1某厂要求高炉煤气和焦炉煤气按比例混合,形成热值为1 800kcal/Nm3,高-焦炉混合煤气供应轧钢车间使用。
混合后气体含湿量:39.65g/ Nm3Q p——加压机加压煤气的平均流量(Nm3/hKV——ΔP p——接平均流量在加压机性能曲线上确定的升压(mmH2Oη1——风机产品的全压效率(按0.8η2——机械传动效率(按0.98η3——电机效率(按0.922.2.1计算高炉煤气在80℃、大气压100kPa、表压8kPa体积校正系数:KV BFG=1.314ΔP=(15-8)kPa=7kPa≈700mmH2OQ BFG=Q M×0.677=174 000×0.677Nm3=117 798 Nm3/h将上述数据代入(1)式得:N BFG=409.1KW同上计算焦体积校正系数:KV COG=1.087ΔP=(15-4.5)kPa=11.5kPa≈1 050mmH2OQ COG=Q M×0.323=174 000×0.677Nm3=56 202Nm3/hN COG=242.2KWN先加压后混合=N BFG+N COG=651.3KW2.2.2根据焦炉煤气压力4.5kPa 1.5kPa3kPa;按照绝热混合过程,计算混合后温度为63.73体积校正系数:kVm=1.311ΔP=(15-3)kPa=12kPa≈1 200mmH2OQ M=174 000 Nm3/h将上述数据代入(1N先混合后加压=1 033.5KW从上述计算可以看出,先加压后混合比先混合后加压每小时节电382.2kW,约37%。
钢厂煤气基本知识1、高炉煤气高压鼓风机鼓风,并且通过热风炉加热后进入了高炉,这种热风和焦炭助燃,产生的是二氧化碳和一氧化碳,二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳,一氧化碳在上升的过程中,还原了铁矿石中的铁元素,使之成为生铁,这就是炼铁化学过程。
铁水在炉底暂时存留,定时放出用于直接炼钢或铸锭。
这时候在高炉的炉气中,还有大量的过剩的一氧化碳,这种混和气体,就是高炉煤气。
每炼一吨铁可产生2100-2200m3的高炉煤气。
这种含有可燃一氧化碳的气体,是一种低热值的气体燃料,可以用于冶金企业的自用燃气,如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。
也可以供给民用,如果能够加入焦炉煤气,就叫做“混和煤气”,这样就提高了热值。
高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品,主要成分为:CO, C02, N2、H2、CH4等,其中可燃成分CO含量约占25%左右,H2、CH4的含量很少,CO2, N2的含量分别占15%,55%,热值仅为3500KJ/ m3左右。
高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关,现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺,采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗,但所产的高炉煤气热值更低,增加了利用难度。
高炉煤气中的CO2, N2既不参与燃烧产生热量,也不能助燃,相反,还吸收大量的燃烧过程中产生的热量,导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。
高炉煤气的着火点并不高,似乎不存在着火的障碍,但在实际燃烧过程中,受各种因素的影响,混合气体的温度必须远大于着火点,才能确保燃烧的稳定性。
高炉煤气的理论燃烧温度低,参与燃烧的高炉煤气的量很大,导致混合气体的升温速度很慢,温度不高,燃烧稳定性不好。
燃烧反应能够发生的另一条件是气体分子间能够发生有效碰撞,即拥有足够能量的相互之间能够发生氧化反应的分子间发生的碰撞,大量的C02,N2的存在,减少了分子间发生有效碰撞的几率,宏观上表现为燃烧速度慢,燃烧不稳定。
行业资料:________ 工业煤气的分类与特性单位:______________________部门:______________________日期:______年_____月_____日第1 页共6 页工业煤气的分类与特性一.工业煤气的分类工业煤气按产生类别主要分为四种:即高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、铁合金煤气。
目前,我公司所使用的煤气主要有高炉煤气、转炉煤气。
二.工业煤气的产生与特性工业煤气的产生与特性(一)高炉煤气(英文缩写为BFG)1、高炉煤气的产生过程:高炉在炼铁过程中,燃烧焦碳、还原矿石,挥发出来的气体就是高炉煤气,高炉煤气经过洗涤、除尘后输送使用。
2、高炉煤气主要成份:CO:26~30%,CO2:15~18%,H2:1~4%,N2:54~57%。
3、高炉煤气特性:高炉煤气是无色、无味、有剧毒的可燃性气体。
发热值为3344~4180KJ/Nm3,燃点在700℃左右。
高炉煤气中含有近30%的一氧化碳,极易造成煤气中毒。
因氮气和二氧化碳的含有量近70%,也会使人员因缺氧而窒息。
高炉煤气与空气混合成一定比例后,遇明火或高温就会发生爆炸,其爆炸极限为30.8%~89.5%。
(二)转炉煤气(英文缩写:LDG或CLD)1、转炉煤气产生过程:转炉煤气是转炉炼钢过程中,铁水中的碳被氧化所产生的气体,称为转炉煤气,转炉煤气经过降温、除尘、存储、加压后输送使用。
2、转炉煤气的成份:CO:50~80%,CO2:8~18%,H2:1.0~2.0%,O2:1~1.5%。
第 2 页共 6 页3、转炉煤气特性:是一种无色、无味的有剧毒气体,发热量为7117.56~8373.64KJ/m3,燃点为600~700℃,煤气中含有50%以上的一氧化碳,若发生泄漏极易造成人员中毒。
转炉煤气与空气或氧气混合达到爆炸极限时,遇到明火或高温就会发生爆炸。
其爆炸极限为12.5%~75%。
工业煤气知识安全培训1.1.1煤气成分我们通常所说的煤气是指人工煤气,含有多种气体成分,为可燃性混合气体。
煤气安全基础知识一、冶金煤气的来源煤气是冶金生产的副产品和重要能源,生产和使用量大。
冶金煤气主要有焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气。
炼焦炭时产生的煤气叫焦炉煤气;将焦炭送到高炉去炼铁,它是作为还原剂使用的,把铁矿石中的铁还原出来,焦炭就生成了煤气----高炉煤气;还原过程中有多的炭浸入,铁含炭高,需要脱炭,脱炭即为炼钢,脱炭产生煤气----转炉煤气。
炼焦、炼铁、炼钢过程中煤气的发生量很大:焦炉煤气:500m3-600m3/t高炉煤气:1000m3-1400m3/t回收转炉煤气:50m3-100m3/t冶金煤气是冶金能耗的大头,占能耗的53%,冶金煤气是冶金企业的副产品,有效利用冶金煤气也是企业节能降耗的重要途径。
如转炉回收得好,可以实现负能炼钢。
二、煤气成分我们通常所说的煤气是指人工煤气,含有多种气体成分,为可燃性混合气体。
由于制气原料和煤气的生产、回收方法不同,所以各种煤气的组成部分及所占的百分比也不同,常见的有焦炉煤气、发生炉煤气、连续式直立炭化炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等。
三、煤气理化性质(1)焦炉煤气净化后的焦炉煤气是无色、有臭味、有毒的易燃易爆气体,比重0.3623,热值16800-18900kj/m3,着火温度550-650℃,爆炸极限 4.5%-35.8%,理论燃烧温度2150℃左右。
焦炉煤气中的CO含量较高炉煤气少,但也会造成中毒事故。
(2)高炉煤气高炉煤气是无色、无味、有毒的易燃易爆气体,比重0.9-1.1,热值3349-4187kJ/m3,理论燃烧温度1500℃左右,着火温度730℃左右,爆炸极限30.8%-89.5%,含N2和CO2之和近70%,会致人喘息(因氧含量很低)和窒息。
四、煤气中单一气体理化性质任何一种煤气都是由一些单一气体混合而成,其中可燃气体成分有CO、H2、CH4、H2S 和碳氢化合物CmHn,不可燃气体成分有CO2、N2和少量的O2,此外还含有粉尘微粒及微量杂质。
高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气的区别?冶金企业一、高炉煤气(高炉炼铁,转炉炼钢)高压鼓风机鼓风,并且通过热风炉加热后进入了高炉,这种热风和焦炭助燃,产生的是CO2和CO,CO2又和炙热的焦炭产生CO,CO在上升的过程中,还原了铁矿石中的铁元素,使之成为生铁,这就是炼铁的化学过程。
铁水在炉底暂时存留,定时放出用于直接炼钢或铸锭。
这时候在高炉的炉气中,还有大量的过剩的CO,这种混和气体,就是高炉煤气。
每炼1吨铁可产生2100-2200立方米的高炉煤气。
这种含有可燃CO的气体,是一种低热值的气体燃料,可以用于冶金企业的自用燃气,如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。
也可以供给民用,如果能够加入焦炉煤气,就叫做“混和煤气”,这样就提高了热值。
高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品,主要成分为:CO, C02, N2、H2、CH4等,其中可燃成分CO含量约占25%左右,H2、CH4的含量很少,CO2, N2的含量分别占15%,55 %,热值仅为3500KJ/m3左右。
高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关,现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺,采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗,但所产的高炉煤气热值更低,增加了利用难度。
高炉煤气中的CO2, N2既不参与燃烧产生热量,也不能助燃,相反,还吸收大量的燃烧过程中产生的热量,导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。
热风+焦炭﹦CO2+COCO2+焦炭﹦COCO上升过程中还原铁矿石中的铁元素使之成为生铁;从高炉炉顶出来的煤气含有大量粉尘(粉尘由焦末、矿末组成),不能直接使用,因为含尘煤气会堵塞煤气管道、燃烧装置的烧嘴等,同时高温燃烧情况下会软熔粘结在换热装置上,导致热效率降低,损坏设备等,所以,高炉煤气需要经过除尘后才能二次利用。
二、转炉煤气(转炉炼钢)转炉炼钢过程中,铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成CO和少量CO2的混合气体。
煤气安全知识煤气安稳差不多常识一、煤气的特点与变乱预防煤气分类涟钢重要煤气种类:焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气及由以上几种煤气混淆的混淆煤气。
焦炉煤气:也称COG、CG或C煤气,是用煤干馏的方法产生的。
个中高温干馏煤气是在1000摄氏度阁下隔断空气加热产出的,在冶金体系是作为临盆焦碳时的副产煤气,重要成分是甲烷和氢气,标准热值为16000-21000 KJ/m3,用于工业炉窑或者与其他工厂低热值煤气混淆应用,也可作都市煤气的气源。
高炉煤气:也称BFG煤气或B煤气,是高炉炼铁临盆的副产煤气,重要成分为一氧化碳,含CO23%-30%,属低热值煤气,热值3200-5000KJ/m3,可零丁供低热值煤气用户应用或与焦炉煤气混淆成混淆煤气(M煤气) 供加热炉等用户应用。
转炉煤气:也称LDG煤气或LD煤气,是转炉吹氧炼钢时的副产煤气,重要成分为一氧化碳,含CO高达60-80%,热值约6800-13000 KJ/m3。
煤气应用的原则:1)确保安稳第一,合理应用。
2)合理设置各类煤气的压力,有靠得住的稳压装配。
3)稳固的煤气均衡,优质煤气全部应用,留有足够的缓冲量。
4)煤气交换的原则:W比值I不大年夜于±5〜10%能够直截了当交换:煤气燃烧燃烧:煤气与燃气均可用来泛指各类气体燃料,气体燃估中的可燃成分(如H2、CO、C m H n和H2s等),在必定前提下,与氧气产生猛烈的氧化感化,并产生大年夜量的热和光的物理化学过程成为燃烧。
热值:燃烧热或热量,是表示物质吸热或放热若干的物理量。
固体燃料或液体燃料,采取1公斤燃料完全燃烧时所产生的热量,作为该燃料的发烧量;气体燃料则采取1标准立方米燃料完全燃烧时产生的热量,作为该燃料的发烧量。
燃气的热值可分为高热值和低热值。
高热值,符号为Qh或Hh,是指一标准立方米燃气完全燃烧后,其烟气被冷却至原始温度,而个中的水蒸气以凝集水状况排出时所放出的热量。
低热值,符号为Ql或Hl,是指一标准立方米燃气完全燃烧后,其烟气被冷却至原始温度,但个中的水蒸气仍是蒸汽状况时所放出的热量。
高压鼓风机(罗茨风机)鼓风,并且通过热风炉加热后进入了高炉,这种热风和焦炭助燃,产生的是二氧化碳和一氧化碳,二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳,一氧化碳在上升的过程中,还原了铁矿石中的铁元素,使之成为生铁,这就是炼铁的化学过程。
铁水在炉底暂时存留,定时放出用于直接炼钢或铸锭。
这时候在高炉的炉气中,还有大量的过剩的一氧化碳,这种混和气体,就是“高炉煤气”。
这种含有可燃一氧化碳的气体,是一种低热值的气体燃料,可以用于冶金企业的自用燃气,如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。
也可以供给民用,如果能够加入焦炉煤气,就叫做“混和煤气”,这样就提高了热值。
高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品,主要成分为:CO, CO2, N2、H2、CH4等,其中可燃成分CO含量约占25%左右,H2、CH4的含量很少,CO2, N2的含量分别占15%,55 %,热值仅为3500KJ/m3左右。
高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关,现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺,采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗,但所产的高炉煤气热值更低,增加了利用难度。
高炉煤气中的CO2, N2既不参与燃烧产生热量,也不能助燃,相反,还吸收大量的燃烧过程中产生的热量,导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。
高炉煤气的着火点并不高,似乎不存在着火的障碍,但在实际燃烧过程中,受各种因素的影响,混合气体的温度必须远大于着火点,才能确保燃烧的稳定性。
高炉煤气的理论燃烧温度低,参与燃烧的高炉煤气的量很大,导致混合气体的升温速度很慢,温度不高,燃烧稳定性不好。
燃烧反应能够发生的另一条件是气体分子间能够发生有效碰撞,即拥有足够能量的相互之间能够发生氧化反应的分子间发生的碰撞,大量的CO2,N2的存在,减少了分子间发生有效碰撞的几率,宏观上表现为燃烧速度慢,燃烧不稳定。
高炉煤气中存在大量的CO2, N2,燃烧过程中基本不参与化学反应,几乎等量转移到燃烧产生的烟气中,燃高炉煤气产生的烟气量远多于燃煤。
高炉煤气和焦炉煤气(COG)由混合器混合,经过高压旁路(BP),通过煤气增压机加压,带动增速齿轮,使得汽机运转,带动发电机发电,同时使得燃机工作。
产生的余热进行一部分进行回收,剩下的热量由烟囱排出界外。
大部分余热的回收在余热锅炉内进行,主要是由两部分组成:1、主管路上的高压煤气和经过滤清器过滤杂质后的空气所组成的混合气体;2、汽机运转后直接形成和通过凝汽器和凝结水泵间接形成的冷再热蒸汽。
它俩进行换热,换热后形成LP(低压蒸汽)、IP(中压蒸汽)、HP(高压蒸汽),通过汽机,又形成冷再热空气,与主管路上的气体进行热量的回收。
主管路上的高压煤气管路可以由旁路阀调节压力,经过煤气冷却器使其冷却、净化,并有储存功能?,必要时可再次混合,实现多余气体的重复利用。
提高能量利用的措施:可以将凝汽器的热量输送到余热锅炉中,让余热锅炉利用水冷凝放出的热量。
炉、高炉、转炉、电炉的区别焦炉coke oven炼焦炉,一种通常由耐火砖和耐火砌块砌成的炉子,用于使煤炭化以生产焦炭。
焦炉气,又称焦炉煤气。
是指用几种烟煤配制成炼焦用煤,在炼焦炉中经过高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体,是炼焦工业的副产品。
焦炉气是混合物,其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别,一般每吨干煤可生产焦炉气300~350m3(标准状态)。
其主要成分为氢气(55%~60%)和甲烷(23%~27%),另外还含有少量的一氧化碳(5%~8%)、C2以上不饱和烃(2%~4%)、二氧化碳(1.5%~3%)、氧气(0.3%~0.8%))、氮气(3%~7%)。
其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分,二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。
焦炉气属于中热值气,其热值为每标准立方米17~19MJ,适合用做高温工业炉的燃料和城市煤气。
焦炉气含氢气量高,分离后用于合成氨,其它成分如甲烷和乙烯可用做有机合成原料。
焦炉气为有毒和易爆性气体,空气中的爆炸极限为6%~30%。
高炉blast furnace横断面为圆形的炼铁竖炉。
用钢板作炉壳,壳内砌耐火砖内衬。
高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。
由于高炉炼铁技术经济指标良好,工艺简单,生产量大,劳动生产效率高,能耗低等优点,故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。
高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石),从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。
在高温下焦炭(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料)中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气,在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧,从而还原得到铁。
炼出的铁水从铁口放出。
铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣,从渣口排出。
产生的煤气从炉顶排出,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
高炉冶炼的主要产品是生铁,还有副产高炉渣和高炉煤气。
高炉煤气与焦炉煤气特性及其燃烧后的成分情况两者都是在完全燃烧过量空气系数为的情况下计算得出的烟气主要成分及其含量;一、高炉煤气特性1高炉煤气中不燃成分多,可燃成分较少约30%左右,发热值低,一般为3344—4180 KJ/m3;2高炉煤气是无色无味、无臭的气体,因CO含量很高、所以毒性极大;3燃烧速度慢、火焰较长、焦饼上下温差较小;4用高炉煤气加热焦炉时,煤气中含尘量大,容易堵塞蓄垫室格子砖;5安全规格规定在1米3空气CO含量不能超过30mg;6着火温度大于700℃;7 高炉煤气含有H2,CH4,CO25-30%,CO29-12%,N255-60%,O2;密度为以H22%,CH4%,CO30%,CO212%,N255%,O2%完全燃烧过量空气系数为:计算后得出烟气主要成分及其含量:CO2%、O2%、N2%二、焦炉煤气特性1 焦炉煤气发热值高16720—18810KJ/m3,可燃成分较高约90%左右;2 焦炉煤气是无色有臭味的气体;3 焦炉煤气因含有CO和少量的H2S而有毒;4 焦炉煤气含氢多,燃烧速度快,火焰较短;5 焦炉煤气如果净化不好,将含有较多的焦油和萘,就会堵塞管道和管件,给调火工作带来困难;6 着火温度为600-650℃;7 焦炉煤气含有H255-60%,CH423-27%,CO4-8%,CO2,N23-7%,O2<%,CmHn2-4%;密度为Kg/Nm3.以H260%、CH425%、CO4%、CO22%、N24%、C2H4%、C6H62%、O2%完全燃烧过量空气系数为计算后得出烟气主要成分及其含量:CO2%、O2%、N2%。
焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气高值化利用途径全汇总!近年来,我国钢铁工业迅猛发展,钢铁冶金技术不断进步,使得钢铁厂富产煤气资源量越来越多。
焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气是钢铁企业生产过程中的副产品,煤气资源占到企业总能耗的比例达到40%左右,是影响生产成本和利润的重要因素。
因此,实现煤气的充分回收、合理利用,对于钢铁厂降低成本、发挥其能源转化作用具有重要的意义。
表1、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气特性分析一、煤气利用途径煤气资源受煤种配比、原料结构等影响,焦炉、转炉、高炉煤气热值在可控范围内波动,按照煤气结构调整和煤气热值调整的要求,根据煤气种类和工艺划分,煤气资源合理利用可参照以下原则:1、高炉煤气首先应考虑供给焦炉、高炉热风炉、锅炉以及轧钢等用户,其中焦化工序尽量以高炉煤气替代焦炉煤气,实现以高炉煤气为主,焦炉煤气为辅;置换出的焦炉煤气可以用于发电效率达45%的燃气——蒸汽联合循环发电上。
2、焦炉煤气产量相对稳定,各种参数波动小,热值高,毒性较小,主要考虑用在热值要求高的设备上,如烧结点火炉等,还可与高炉煤气、转炉煤气混合供轧钢等用户,高热值的煤气可有效减少加热时间,降低铸坯烧损。
3、转炉煤气应优先炼钢工序自用,比如钢包烘烤、合金烘烤、混铁炉保温、在线烘烤、连铸中间包烘烤等,然后供给低压锅炉或直接供给轧钢加热炉,最后再供给对燃料要求不严的用户或当使用转炉煤气时对车间生产影响小的用户,例如石灰车间、初轧车间等。
同时要考虑转炉煤气用量的最大化,以提高转炉煤气回收量,置换出更多的高炉煤气、焦炉煤气。
大部分钢铁企业煤气都作为燃料使用,其中焦炉煤气因其发生稳定、热值较高,燃烧后烟气能够达到较高的温度,作为各用户优先使用的介质,经常出现焦炉煤气量不足的情况。
剩余煤气采用常规的发电机组利用,其能源转化率只有32%左右,采用发电效率较高的超高压发电机组、蒸汽联合循环发电后发电效率可以适当提高37%~42%。
二、煤气在非冶金行业的利用国内煤气用于燃烧外的另外一个利用途径就是作为化工原料,实际生产过程中,这种途径又可以具体划分为多种不同的利用方式。
工业煤气的分类与特性
一.工业煤气的分类工业煤气按产生类别主要分为四种:即高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、铁合金煤气。
目前,我公司所使用的煤气主要有高炉煤气、转炉煤气。
二.工业煤气的产生与特性工业煤气的产生与特性
(一)高炉煤气(英文缩写为BFG)
1、高炉煤气的产生过程:高炉在炼铁过程中,燃烧焦碳、还原矿石,挥发出来的气体就是高炉煤气, 高炉煤气经过洗涤、除尘后输送使用。
2、高炉煤气主要成份:CO 26〜30%,CO2 15〜18% H2: 1〜4% N2: 54〜57%
3、高炉煤气特性:高炉煤气是无色、无味、有剧毒的可燃性气
体。
发热值为3344〜4180KJ/Nm3燃点在700C左右。
高炉煤气中含有近30%的一氧化碳,极易造成煤气中毒。
因氮气和二氧化碳的含有量近70%,也会使人员因缺氧而窒息。
高炉煤气与空气混合成一定比例后,遇明火或高温就会发生爆炸,其爆炸极限为30.8%〜89.5%。
(二)转炉煤气(英文缩写:LDG或CLD
1、转炉煤气产生过程:转炉煤气是转炉炼钢过程中,铁水中的碳被氧化所产生的气体,称为转炉煤气,转炉煤气经过降温、除尘、存储、加压后输送使用。
2、转炉煤气的成份:CO:50〜80%,CO2:8〜18%,H2:1.0〜2.0%,O2:1〜1.5%。
3、转炉煤气特性:是一种无色、无味的有剧毒气体,发热量为
7117.56〜8373.64KJ/m3,燃点为600〜700C,煤气中含有50%以上的一氧化碳,若发生泄漏极易造成人员中毒。
转炉煤气与空气或氧气混合达到爆炸极限时,遇到明火或高温就会发生爆炸。
其爆炸极限为12.5%〜75%。
高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气的区别?
冶金企业煤气安全知识
一、高炉煤气
高压鼓风机鼓风,并且通过热风炉加热后进入了高炉,这种热风和焦炭助燃,产生的是二氧化碳和一氧化碳,二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳,一氧化碳在上升的过程中,还原了铁矿石中的铁元素,使之成为生铁,这就是炼铁的化学过程。
铁水在炉底暂时存留,定时放出用于直接炼钢或铸锭。
这时候在高炉的炉气中,还有大量的过剩的一氧化碳,这种混和气体,就是高炉煤气。
每炼一吨铁可产生2100-2200立方米的高炉煤气。
这种含有可燃一氧化碳的气体,是一种低热值的气体燃料,可以用于冶金企业的自用燃气,如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。
也可以供给民用,如果能够加入焦炉煤气,就叫做“混和煤气”,这样就提高了热值。
高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品,主要成分为:CO, C02, N2、H2、CH4等,其中可燃成分CO含量约占25%左右,H2、CH4的含量很少,CO2, N2的含量分别占15%,55 %,热值仅为3500KJ/m3左右。
高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关,现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺,采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗,但所产的高炉煤气热值更低,增加了利用难度。
高炉煤气中的CO2, N2既不参与燃烧产生热量,也不能助燃,相反,还吸收大量的燃烧过程中产生的热量,导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。
高炉煤气的着火点并不高,似乎不存在着火的障碍,但在实际燃烧过程中,受各种因素的影响,混合气体的温度必须远大于着火点,才能确保燃烧的稳定性。
高炉煤气的理论燃烧温度低,参与燃烧的高炉煤气的量很大,导致混合气体的升温速度很慢,温度不高,燃烧稳定性不好。
燃烧反应能够发生的另一条件是气体分子间能够发生有效碰撞,即拥有足够能量的相互之间能够发生氧化反应的分子间发生的碰撞,大量的C02,N2的存在,减少了分子间发生有效碰撞的几率,宏观上表现为燃烧速度慢,燃烧不稳定。
高炉煤气中存在大量的CO2L, N2,燃烧过程中基本不参与化学反应,几乎等量转移到燃烧产生的烟气中,燃高炉煤气产生的烟气量远
多于燃煤。
二、转炉煤气
转炉炼钢过程中,铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体。
回收的顶吹氧转炉炉气含一氧化碳60~80%,二氧化碳15~20%,以及氮、氢和微量氧。
转炉煤气的发生量在一个冶炼过程中并不均衡,成分也有变化(见图)。
通常将转炉多次冶炼过程回收的煤气输入一个储气柜,混匀后再输送给用户。
转炉煤气由炉口喷出时,温度高达1450~1500℃,并夹带大量氧化铁粉尘,需经降温、除尘,方能使用。
净化有湿法和干法两种类型。
①湿法净化系统典型流程是:煤气出转炉后,经汽化冷却器降温至800~1000℃,然后顺序经过一级文氏管、第一弯头脱水器、二级文氏管、第二弯头脱水器,在文氏管喉口处喷以洗涤水,将煤气温度降至35℃左右,并将煤气中含尘量降至约100毫克/标米3。
然后用抽风机将净化的气体送入储气柜。
湿法工艺在世界上比较普遍,每吨钢可回收60~80立方米煤气,平均热值约为2000~2200千卡/立方米。
②美国和联邦德国等国有些工厂采用干式电除尘净化系统。
煤气经冷却烟道温度降至1000℃,然后用蒸发冷却塔,再降至200℃,经干式电除尘器除尘,含尘量低于50毫克/立方米的净煤气,经抽风机送入储气柜。
干式系统比湿式系统投资约高12~15%;但无需建设污水处理设施,动力消耗低,但必须采取适当措施,防止煤气和空气混合形成爆炸性气体。
转炉煤气是钢铁企业内部中等热值的气体燃料。
可以单独作为工业窑炉的燃料使用,也可和焦炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气配合成各种不同热值的混合煤气使用。
转炉煤气含有大量一氧化碳,毒性很大,在储存、运输、使用过程中必须严防泄漏。
三、焦炉煤气
焦炉煤气是指用几种烟煤配成炼焦用煤,在炼焦炉中经高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所得到的可燃气体,是炼焦产品的副产品。
主要作燃料和化工原料。
每炼一吨焦炭可产生300-320立方米的焦炉煤气。
焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成,分别占56%和27%,并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气和其他烃类;其低发热值为18250kJ/Nm3,密度为0.4~0.5kg/Nm3,运动速度为25×10`(-6)m2/s。
根据焦炉本体和鼓冷系统流程图,从焦炉出来的荒煤气进入之前,已被大量冷凝
成液体,同时,煤气中夹带的煤尘, 焦粉也被捕集下来,煤气中的水溶性的成分也溶入氨水中。
焦油、氨水以及粉尘和焦油渣一起流入机械化焦油氨水分离池。
分离后氨水循环使用,焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中炼焦煤气进入初冷器被直接冷却或间接冷却至常温,此时,残留在煤气中的水分和焦油被进一步除去。
出初冷器后的煤气经机械捕焦油使悬浮在煤气中的焦油雾通过机械的方法除去,然后进入鼓风机被升压至19600帕(2000毫米水柱)左右。
为了不影响以后的煤气精制的操作,例如硫铵带色、脱硫液老化等,使煤气通过电捕焦油器除去残余的焦油雾。
为了防止萘在温度低时从煤气中结晶析出,煤气进入脱硫塔前设洗萘塔用于洗油吸收萘。
在脱硫塔内用脱硫剂吸收煤气中的硫化氢,与此同时,煤气中的氰化氢也被吸收了。
煤气中的氨则在吸氨塔内被水或水溶液吸收产生液氨或硫铵。
煤气经过吸氨塔时,由于硫酸吸收氨的反应是放热反应,煤气的温度升高,为不影响粗苯回收的操作,煤气经终冷塔降温后进入洗苯塔内,用洗油吸收煤气中的苯、甲苯、二甲苯以及环戊二烯等低沸点的炭化氢化合物和苯乙烯、萘古马隆等高沸点的物质,与次同时,有机硫化物也被除去了。
1 煤气安全基础知识
1.1 煤气性质
1.1.1 煤气成分
我们通常所说的煤气是指人工煤气,含有多种气体成分,为可燃性混合气体。
由于制气原料和煤气的生产、回收方法不同,所以各种煤气的组成部分及所占的百分比也不同,常见的有焦炉煤气、发生炉煤气、连续式直立炭化炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等。
常见煤气的成分见表1-1。
1.1.2 煤气理化性质
(1)焦炉煤气
净化后的焦炉煤气是无色、有臭味、有毒的易燃易爆气体,比重0.3623,热值16800-18900kj/m3,着火温度550-650℃,爆炸极限4.5%-35.8%,理论燃烧温度2150℃左右。
焦炉煤气中的CO含量较高炉煤气少,但也会造成中毒事故。
每炼一吨焦炭可产生300-320立方米的焦炉煤气。
焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成,分别占56%和27%,并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气和其他烃类;其低发热值为18250kJ/Nm3,密度为0.4~0.5kg/Nm3,运动速度为25×10`(-6)m2/s。
(2)高炉煤气
高炉煤气是无色、无味、有毒的易燃易爆气体,比重0.9-1.1,热值3349-4187kJ/m3,理论燃烧温度1500℃左右,着火温度730℃左右,爆炸极限30.8%-89.5%,含N2和CO2之和近70%,可燃成分CO 含量约占25%左右,会致人喘息(因氧含量很低)和窒息。
每炼一吨铁可产生2100-2200立方米的高炉煤气。
(3)转炉煤气
转炉煤气的成分,在吹炼周期内,不同时期有所不同,而且与回收设备及回时的操作条件有关。
转炉煤气是无色、无味、有毒的易燃易爆气体,热值6800-10000kj/m3,着火温度530℃,爆炸极限18.2%-83.2%。
回收的顶吹氧转炉炉气含一氧化碳60~80%,二氧化碳15~20%,以及氮、氢和微量氧。
每吨钢可回收60~80立方米煤气,平均热值约为2000~2200千卡/立方米。
煤气中含尘量降至约100毫克/立方米~50毫克/立方米的净煤气,转炉煤气的理论燃烧温度比高炉煤气高。
以上三种煤气的爆炸极限(下限与上限)数值均相应于其某一特定成分。
1.1.3 煤气中单一气体理化性质
任何一种煤气都是由一些单一气体混合而成,其中可燃气体成分有CO、H2、CH4、H2S和碳氢化合物CmHn,不可燃气体成分有CO2、N2和少量的O2,此外还含有粉尘微粒及微量杂质。
1.2 煤气中毒、着火、爆炸
1.2.1 煤气中毒机理
(1)有害气体的基本概念
按对人体的作用,有害气体可分为以下几类:
①单纯窒息性气体
人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系见表1-2。
②化学性窒息性气体
③刺激上呼吸道的气体
④刺激肺脏的气体
⑤对中枢神经有损伤的气体。