煤气基础知识20100830

煤气中毒机理
CO的毒性 煤气中毒有时也被称为一氧化碳中毒。 由于CO具有多种引起缺氧的作用，其与血 红蛋白（Hb）生成碳氧血红蛋白（HbCO） 的能力要比O2与血红蛋白（Hb）生成氧合 血红蛋白（HbO2）的能力大200~300倍，阻 断了血液输氧，是煤气中毒的罪魁祸首。
煤气中毒机理
CO 响应浓度 煤气中毒程度取决于CO进入人体后血液 中产生的HbCO含量。人体内正常水平的 HbCO含量为0.5%左右，安全阈值约为 10%。当HbCO含量达到25%～30%时，显 示中毒症状，几小时后陷入昏迷。当HbCO 含量达到70%时，即刻死亡。我国作业场 所最高允许浓度为30mg／m3（24PPM）
煤气中毒机理
煤气中毒-临床表现 轻度：头痛、头晕、心慌、恶心、呕吐症 状、胸部紧迫； 中度：面色潮红、口唇樱桃红色、多汗、 烦躁、逐渐昏迷； 重度：神志不清、呼之不应、大小便失禁、 四肢发凉、瞳孔散大、血压下降、呼吸微 弱或停止、肢体僵硬或瘫软、心肌损害或 心律失常。
救护措施
现场急救 1、立即打开门窗，移病人于通风良好、 空气新鲜的地方，注意保暖。 2、松解衣扣，保持呼吸道通畅，清除口 鼻分泌物，如发现呼吸骤停，应立即行口 对口人工呼吸，并作出心脏体外按摩。
物质
纯净物
单质
非金属单质
(包括惰性气体)
Байду номын сангаас
离子化合物、共价化合物 化合物 电解质、非电解质 无机物、有机物
煤气的成份
一氧化碳（CO）. 甲烷 氢气. 氧.二氧化碳. 不饱和碳氢.氮气. 少量硫化氢. 焦油.酚水.
煤气的性质
1.物理性质： 密度和空气差不多。 不易溶于水。 有些煤气，有臭鸡蛋味道。
煤气中毒机理
一氧化碳无色无味，常在意外情况下，特别是在睡眠中不 知不觉侵入呼吸道，通过肺泡的气体交换，进入血流，并 散布全身，造成中毒。 一氧化碳攻击性很强，空气中含0.04%～0.06%或以 上浓度很快进入血流，在较短的时间内强占人体内所有的 红细胞，紧紧抓住红细胞中的血红蛋白不放，使其形成碳 氧血红蛋白，取代正常情况下氧气与血红蛋白结合成的氧 合血红蛋白，使血红蛋白失去输送氧气的功能。一氧化碳 与血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力大200~300 倍。一氧化碳中毒后人体血液不能及时供给全身组织器官 充分的氧气，这时，血中含氧量明显下降。大脑是最需要 氧气的器官之一，一旦断绝氧气供应，由于体内的氧气只 够消耗10分钟，很快造成人的昏迷并危及生命。
煤气着火
煤气着火事故 （1) 燃烧三要素 ： 可燃物、助燃物、引火源可用一个燃烧三角形来表示，三要素缺一燃烧不 会发生； 可燃物

助燃物
引火源（温度）
煤气着火
煤气的着火温度： 焦炉煤气：550-650℃：密度为 0.45-0.50 Kg/Nm3 高炉煤气：750℃左右 密度为 1.29-1.30Kg/Nm3 转炉煤气：530℃： 密度为 1.396kg／Nm3 混合煤气：650～750℃ 密度依高焦煤气之 比
煤气爆炸-条件 1、煤气浓度在爆炸限范围以内，如果轻微的泄露 则不会； 2、空间的局限性，比如说，在屋子里，具备了一 定浓度的煤气无法和外界流通，或者流通不佳， 如果是在空旷的室外，只会燃烧不会爆炸； 3、存在点火源。明火，或者是温度达到了煤气的 燃点。以上三点同时具备才会导致煤气爆炸事故 的产生。
煤气的性质
2.化学性质： 化学性质活跃。 易燃，易爆。 极易与血红蛋白结合，使生物中毒。 热值很高。
煤气从哪里来？
天然和人工两大途径。 天然：亿万年前的生物，被埋于地层之下， 经过复杂的化学和物理变化形成了煤气，如 煤矿里的坑气和瓦斯。 人工：含碳原料热分解。
C H 2O CO H 2
救护措施
3、立即给氧，有条件应立即转医院高压氧 舱室作高压氧治疗，尤适用于中、重型煤 气中毒患者，不仅可使病者苏醒，还可使 后遗症减少。 4、立即静脉注射50％葡萄糖液50毫升，加 维生素C500～1000毫克。轻、中型病人可 连用2天，每天1～2次，不仅能补充能量， 而且有脱水之功，早期应用可预防或减轻 脑水肿。
2 24 24
1 0.25 0.25 适用于天然气 适用于天然气
(2) 防腐蚀
1）架空管道，钢管制造完毕后，内壁（设计有要求者）和外表面应 涂刷防锈涂料。管道安装完毕试验合格后，全部管道外表应再涂刷防锈涂 料。管道外表面每隔四至五年应重新涂刷一次防锈涂料。 2）埋地管道，钢管外表面应进行防腐处理，在表面防腐蚀的同时，根 据不同的土壤，宜采用相应的阴极保护措施。
煤气基础知识
韶关钢铁集团 炼轧厂 王立鹏
煤气为何物？
以煤为原料，制取的气体燃料或气体原料; 或是化工工业，钢铁行业的副产品。 煤气是洁净的能源。 是瓦斯的一种。 煤气是混合物。
混合物： 是由多种物质【由多种纯净物(单质或化合 物)】混合而成的。混合物没有化学式。无 固定组成和性质，而其中的每种单质或化合 物都保留着各自原有的性质。在混合物中， 内含有的多种物质互相不发生化学反应，仍 然保持原有的化学性质。
1、系统的密封严密
(1)严密性试验
对新建、扩建、改建或大修后的煤气设备或管道 在投产前必须进行气密性试验，合格后方可投产。 1）严密性试验要求 —严密性试验压力应符合要求 —对管道各处连接部位和焊缝，经检查合格后， 才能进行试验，试验前不得涂漆和保温； —各种管道附件、装置等，应分别单独按照出 厂技术条件进行试验； —管道以闸阀隔断的各个部位，应分别进行单 独试验，不应同时试验相邻的两段；
煤气从哪里来？
人工途径又分为四大类 1.水煤气 2.焦炉煤气 3.高炉煤气 4.回收转炉煤气。
煤气从哪里来？
水煤气： 是水蒸汽通过高温碳层而获得的。所得煤气中 CO 和 H2 均较高，煤气发热值较高，但热效 率低，约54％左右，成本高设备复杂。一般作 为合成氨原料气使用，作工业燃料气使用的较 少。
煤气爆炸
成分 煤气种类
焦炉煤气 高炉煤气 转炉煤气
CO
H2
58~60 2.0~3.0 2.0~3.0
CH4
22~25 0.1~0.4
爆炸范围
6~9 26~29 63~66
4.5~35.8 35.0~72.0 12.5~74.0
铁合金炉煤气
发生炉煤气
60~63
27~31
13~15
7~10
0.5~0.8
珠海出租屋煤气爆炸 1人重伤
奥地利发生煤气爆炸事件8人失踪
奥地利发生煤气爆炸事件
消防员在现场救火
PPM ppm是英文part per million的缩写，表示百 万分之几，在不同的场合与某些物理量组 合， CO在空气中的体积比。
煤气事故的预防
技术措施：
封——严密性，钢管材质、焊缝质量；耐压设计（材料、结构） 隔——设可靠隔断装置、逆止装置、紧急切断装置； 堵——设汽封、氮封，保持压力；防爆电气 泄——设防爆阀、爆破膜、防爆水封、安全阀、泄爆M2/M3不小于 1/10，门窗外开； 放——设事故放散、调压放散装置、通风排气装置 控——含氧量、CO、压力、温度、流量、柜位、液位检测监控；
煤气从哪里来？
此外，还有 碳和氧化铁 反应生成 一氧化碳
C Fe2O3 Fe CO
煤气从哪里来？
CO不断生 产，并聚集 在炉的项部， 通过炉子的 上升管把煤 气引出，这 就是炼钢的 副产品。
煤气从哪里来？
4.回收转炉煤气 高炉内是一个还原反应，相反，转炉内是 一个氧化反应，它是把铁水中的炭氧化 （脱）掉，采取的办法是用氧枪向炉内的 铁水吹氧，吹氧的过程中就产生了一氧化 炭。
C H 2O CO H 2
煤气从哪里来？
2.焦炉煤气： 焦炉煤气，又称焦炉气。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%)。
宏观定义：由同种物质组成的称为纯净物, 其中又分为单质和化合物。 微观定义：由同种分子构成的物质叫 纯净物。
与单质相对，由两种或两种以上元素组成 的纯净物叫做化合物。自然界中的物质大 多数为化合物。 一种元素组成的纯净物，叫做单质。
物质的分类
混合物
没有固定的组成,没有固定的熔沸点 根据物理性质 不同 金属单质
煤气中毒机理
CO浓度 mg／m3（PPM） 30（24PPM） 50（40 PPM） 100（80 PPM） 200（160 PPM） 500（400 PPM） 1000（800 PPM） 作业时间 8小时 2小时 1小时 30分钟 20分钟 1—2分钟 人体反应 无反应 无明显后果 头痛恶心 头痛晕眩 中毒严重或致死 中毒死亡
绝缘 等级
绝缘层次 1 2 3 4 5 6 7 8 沥青 ~1.5 mm 9 塑料 布或 牛皮 纸一层
总厚 度 （mm）
加强
底漆 一层
沥青 ~1.5mm
玻璃 布一层
沥青 ~1.5mm
玻璃 布一层
沥青 ~1.5mm
玻璃 布一层
≥5.5
(3) 防断裂 1)热煤气管道的敷设应防止由于热应力引起的焊缝 破裂，必要时，管道设计应有自动补偿能力或增设管道 补偿器。 2）煤气管道和设备应防止由于积水、冲刷以及施工 开挖等原因引起地基沉降、坍塌而造成断裂、倒塌； 3）煤气管道和设备应防止由于内部积水、积灰、结 冰等荷重增加而造成断裂、倒塌
煤气从哪里来？
高炉煤气： 焦炭和铁矿石在炉内起化学反应产生的。 焦炭主要是还原剂，焦炭和铁矿石从炉顶 逐步往下走，焦炭走到风口与被补进去的 热风一起燃烧，生成CO2，CO2再往上走 碰到落下来的焦炭生成CO。
煤气从哪里来？
焦炭和铁 矿石从炉 顶逐步往 下走，焦 炭走到风 口与被补 进去的热 风一起燃 烧，生成 CO2， CO2再往 上走碰到 落下来的 焦炭生成 CO。
煤气从哪里来？
目的是脱去生铁中的碳
煤气中毒事件
近几年，冶金煤气事故频发， 2002年至2008年，工业企业煤 气事故发生35起，其中冶金企 业煤气事故24起，占总数的 68.6%，死亡113人，占总数的 74.4%，平均每起事故死亡4.7 人。
煤气中毒事件
2004年9月23日河北省邯郸市新兴铸管有限 责任公司发生煤气爆炸事故，13人死亡。 2004年12月16日20时50分，巴州和静县新 疆金特钢铁股份有限公司员工在作业时发 生煤气管道煤气泄漏事故，26人中毒，死 亡1人，重度中毒4人，轻度中毒21人。 2008年12月24日，河北唐山遵化市港陆钢 铁有限公司2号高炉重力除尘器顶部泄爆板 爆裂致使煤气泄漏，造成44人中毒，其中 17人死亡，27人受伤。
煤气着火
火源名称 火源温度（℃） 火源名称 火源温度 （℃）
火柴焰 打火机火焰 焊割火花 烟囱飞灰
500～650 1000 2000～ 600
烟头(中心) 烟头(表面) 石灰遇水发热 机械火星
200～800 200～300 600～700 1200
汽车排气管火星
600～800
煤炉火
1000
煤气爆炸
16~18
7.8~75.07
21.5~67.5
煤气爆炸
焦化厂冒着火焰的烟囱，是在燃烧，而不是爆炸
煤气爆炸
比利时大楼煤气爆炸2人被埋40人受伤
比利时一大楼发生煤气爆炸，现场浓烟冲天
1月27日，在比利时列日，消防员在一处 因煤气爆炸而垮塌的楼房前实施救援
消防员在现场实施救援
事发龙泉十陵镇，两名出勤民警不同程度 受伤，爆炸原因众人说法不一
—试验前应将不能参与试验的系统、设备、仪表及管道附件等 加以隔断；安全阀、泄爆阀应拆卸，设置盲板部位应有明显标记和 记录； 2）严密性试验允许泄漏率标准
管道计算压力 Pa(kgf/cm2)
管道环境
试验时间 h
每小时平均 泄漏率 ％
备
注
<105(1.02) ≥105(1.02)
室外及无围护结构的车间 室内及地沟 室外及无围护结构的车间