冶金煤气安全技术

度达1670℃左右。冶炼过程中一氧化碳主要 是来源于氧化亚铁与溶于铁水中的碳进行化 学反应的结果，其反应式为：Feo+C=Fe+CO
在冶炼过程中，氧气的纯度在99.6％左 右，含氮小于1％，但是往往由于炉口及烟道 等泄漏进入空气使炉气中含氮量可到10％左 右。
由于氧气在吹炼过程中的溶池内金属表面 上的反映总是放热反应，所以炉内靠近溶池 表面上的炉气成份基本上是CO和O2，随着炉 气的上升，剩余O2和CO在进入烟道口时又在 少量的空气助燃下进行反应,又生成了O2和 CO2，所以在炉气中的主要成分是CO，其次 有少量的CO2和微量的氮气和氧气。但是O2 能助燃,容易一起CO的爆炸,所以O2是回收煤 气的大敌,当O2含量大于2%时就不能回收煤气 ,以免造成事故。
▪ 高炉煤气系统煤气富裕，放散满负荷放散 时，煤气压力急骤上升时，调度指挥中心 应果断命令高炉减风，防止水封普遍击穿 。
▪ 在净化系统操作人员应佩戴便携式一氧化 碳报警仪并携带空气呼吸器，一旦一氧化 碳含量异常，应立即佩戴空气呼吸器查明 原因，及时采取措施进行处理。
四、转炉煤气工艺流程及安全生产
1.转炉生产原理 转炉氧气吹炼时氧化放出大量热能，铁水温
▪ 焦炉煤气在冶金煤气中属于高热值煤气，在标准 状态下，其密度为0.4~0.5kg/m³，热值为 17.5~18.3MJ/m³。
▪ 焦炉煤气为有毒和易爆性气体，在空气中的爆炸 极限为4.5%~35.8%。
▪ 焦炉煤气无色、有异味。
2.高炉煤气
▪ 高炉煤气是高炉炼铁过程中产生的含有一氧化碳 、氢等可燃气体的高炉排气。
▪ 转炉煤气无色，具有铁腥味。
4.铁合金电炉煤气
▪ 铁合金煤气是在铁合金矿热炉和精炼炉中，在强 大的电流作用下产生热量，使碳和合金矿料发生 还原反应而产生的一氧化碳等可燃性混合气体。
▪ 铁合金电炉煤气主要成分为一氧化碳（61~75% ）、二氧化碳（4.3~8.1%）、氢、氮、微量氧等 。
▪ 铁合金电炉煤气标准状态下热值为 9700~117000KJ/m³，密度为1.26kg/m³，空气中 爆炸极限为7.8%~75%.
4.转炉煤气回收系统存在的主要危险 因素
▪ 水封逆止阀水封高度不够，检修过程中煤气倒流 造成煤气中毒。
▪ 因操作失误或含氧量监测仪器故障含氧量超限， 导致煤气系统燃烧爆炸。
▪ 煤气正压系统磨损、腐蚀、老化等原因导致煤气 泄漏，造成中毒甚至火灾、爆炸事故。
▪ 煤气场所作业时，未按规定置换、吹扫、检测及 佩戴劳动防护用品，作业过程中发生中毒，甚至 着火、爆炸事故。
▪ 饱和器。 ▪ 净化系统的塔器。
a）煤气冷却及净化系统中的各种塔器，应设 置隔断装置及吹扫管；
b) 各种塔器的入口和出口管道上应设有压力计 和温度计。
三、高炉煤气的工艺流程及安全生产
高炉煤气产生原理
在高炉冶炼过程中，带有一定水分的炽 热空气进入高炉，使焦炭不完全燃烧而产生 大量一氧化碳，同时，由于水分和喷吹燃料 的存在产生一定量的氢气，空气中带入的氮 气不参加化学反应，与一氧化碳、氢气一起 形成上升气流，上升气流中一氧化碳和氢气 逐渐参与还原反应而不断减少，而二氧化碳 逐渐增多，达到炉顶的气体就是高炉煤气。
冶金煤气安全技术
2020年5月22日星期五
前言
▪ 随着冶金企业的发展，煤气作为清洁二次能源， 输送方便，易于燃烧控制，在冶金行业不断被回 收并广泛应用。煤气在为我们造福的同时，也带 来了诸多惨痛的教训和不可挽回的损失。这给我 们敲响了警钟，掌握煤气安全知识至关重要。
▪ 煤气是易燃、易爆、易中毒的危险有害物质，我 们在应用时应该遵循监测监控有效、安全联锁可 靠、岗位操作精准、应急救援科学的原则。
3.转炉煤气
▪ 转炉煤气是在转炉炼钢过程中，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。
▪ 转炉煤气在冶炼的不同时期成分也不同，一般经 煤气柜混合后转炉煤气含一氧化碳60~80%，二 氧化碳15~20%，以及氮气和微量的氧。
▪ 转炉煤气标准状态下热值为6270~8778KJ/m³， 密度为1.30kg/m³，空气中爆炸极限为18%~83%.
▪ 电气设备未严格执行停电挂牌，或进入电 除尘未可靠接地和验电造成电击、触电
5.转炉煤气回收系统安全操作要求.
1.OG法转炉煤气回收系统安全操作要求
▪ 系统首次实现煤气回收前，应对自动回收各 项条件进行回收模拟试验，同时试验烟罩升 降、各阀开关功能等，确认设备完好、功能 正常才能转入正式回收。
▪ 严防回收煤气时空气进柜，柜前煤气氧含量 超标立即停止回收，经查明原因处理正常才 可回复回收。
课程内容
▪ 一、冶金煤气的基础知识 ▪ 二、焦炉煤气工艺流程及安全生产 ▪ 三、高炉煤气工艺流程及安全生产 ▪ 四、转炉煤气工艺流程及安全生产 ▪ 五、铁合金煤气工艺流程及安全生产 ▪ 六、煤气柜的知识及安全生产 ▪ 七、事故案例
一、冶金煤气的基础知识
（一）冶金煤气的种类 ： 冶金煤气是在炼焦、炼铁、炼钢等生产 过程中所产生的一氧化碳等多种气体成分组 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的可燃性混合气体，包括：
▪ 高炉煤气主要成分为一氧化碳（24~26%）、二 氧化碳（14~16%）、氮气（56~59%），另外还 含有少量的氢气、氧气。
▪ 高炉煤气属于低热值煤气，标准状态下热值为 3344~4180KJ/m³，密度为1.29~1.30kg/m³，空 气中爆炸极限为46%~68%。
▪ 高炉煤气无色，湿法除尘的煤气有一种瓦斯泥味 。
4.转炉煤气回收系统存在的主要危险 因素
2.干法除尘系统存在的主要危险因素 ▪ 风机后管线泄漏，造成一氧化碳中毒、着
火。风机前管线泄漏，造成空气吸入后煤 气中氧含量增高，在电除尘中发生爆炸。
▪ 设备检修未可靠切断煤气，或进入设备未 通风置换和检测造成中毒或氮气窒息。
▪ 热烟气泄漏造成热水、蒸汽、粉尘等烫伤 。
2 .煤气回收
转炉煤气生产。转炉煤气的回收在每炉钢冶炼过 程中,共分三部分进行
a.冶炼前期
由于吹炼刚开始,铁水中的硅,锰,磷等元素首先同 氧反应,在反应的同时,这些元素迅速下降,达到含 量很低的水平,在温度增加的同时,碳氧反应也逐渐 趋于激烈,脱碳速度加快,烟气中一氧化碳含量也逐 渐上升到可以回收的水平.这个过程一般进行2－3 分钟左右,在此期间煤气不回收。
入厂 煤
采 样
化验 验收
化验室
重苯罐
脱苯塔
贮煤 罐
煤备作业区
管式炉
配煤 洗苯塔
粉碎 机
终冷塔
贮煤塔
炼焦作业区
饱和器
鼓风机
轻苯罐 成品库
煤气管网
销售外发
脱硫塔 解析塔
燃烧炉 转化塔
硫酸储罐
WSA冷却器
结晶槽 离心机 硫化床干燥机 硫铵包装机 硫铵成品库
炼焦炉
焦炭
荒
煤
干熄炉
气
电捕 气体 横管冷却器
冷凝液
3.转炉煤气净化工艺流程
4.转炉煤气回收系统存在的主要危险 因素
1.OG法回收系统存在的主要危险因素
▪ 一次风机转速过低且氧枪联锁失效，一氧 化碳在炉膛或烟道内聚积，遇激发能源爆 炸。
▪ 水封高度不够或煤气设施存在破损，致使 煤气泄漏造成中毒。
▪ 转炉煤气放散未设点火装置，在气压较低 时无法及时扩散，可能导致煤气中毒。
▪ 煤气风机后的放散管应有点火装置，使不符 合回收条件的烟气、煤气都能点燃放散。
5.转炉煤气回收系统安全操作要求.
▪ 可能泄漏出转炉煤气的地方，都应设明显 标识牌，不允许无关人员进入。
▪ 到转炉煤气各种排水井、水沟、水池内作 业，必须办理有限空间作业票。首先要测 定作业点空气中一氧化碳浓度，确认合格 才能开始作业，作业时应有防护人员在场 。如一氧化碳超标，应戴空气呼吸器。
2.高炉煤气净化工艺流程
高炉煤气湿法与干法电除尘（EP） 并联流程及TRT配置图
3.高炉煤气净化系统存在的主要危险因素
▪ 煤气管道、重力除尘器、膨胀器等设备因 煤气长期冲刷、磨损，发生泄漏。
▪ 重力除尘器清灰时操作不当，排灰过量， 导致煤气泄漏。
▪ 排水不畅，存水过多引起塔体严重摇晃甚 至倒塌。
，未进行吹扫、置换并化验，导致煤气中 毒。 ▪ 饱和器液位不足或满流管破损，煤气泄漏 造成中毒、着火、爆炸。
4.焦炉煤气回收主要设备及其安全操作
▪ 焦炉煤气放散装置。设置煤气柜与净化系 统之间。
▪ 鼓风机。鼓风机一般设置在煤气初冷器后 面。
4.焦炉煤气回收主要设备及其安全操作
▪ 电捕焦油器。电捕焦油器设在鼓风机前时，煤气 入口压力允许负压，可不设泄爆装置。在鼓风机 后，应设泄爆装置，设自动的连续式氧含量分析 仪，煤气含氧量达1％时报警，达2％时切断电源 。
等中毒。 ▪ 焦炉煤气爆炸极限低（4.5%~35.8%），泄
漏遇激发能源（动火、静电、摩擦、撞击 、明火等）易发生爆炸。
3.焦炉煤气生产过程中的主要危险因素
▪ 硫铵系统作业过程中发生酸灼伤。 ▪ 煤气排水系统水位过低，发生煤气击穿水
封，造成煤气泄漏中毒事故。 ▪ 设备、管道检修时，未可靠切断煤气来源
5.转炉煤气回收系统安全操作要求.
4.高炉煤气净化安全操作注意要点
▪ 在洗涤塔、文氏管系统采用氮气置换空气 或煤气的方法，禁止采用直接以空气置换 煤气的方法。
▪ 采用湿法除尘工艺时，要经常检查排水是 否畅通，存水过多会发生故障；也要防止 水位过低，以免发生煤气击穿水封，造成 煤气外泄中毒事故。
▪ 湿法系统排水中能析出一氧化碳，要防止 排水口或地沟附近的人员中毒事故发生。
（二）冶金煤气事故的表现形式
冶金煤气作为一氧化碳等多种气体成分 组成的可燃性混合气体，具有易燃、易爆 易中毒的特性。煤气事故一般由多种不同 因素导致，如设备故障、维护不当、设计 不合理、施工质量差、人为失误以及环境 变化、气候条件或故意破坏等，但煤气事 故所表现的形式一般为三种：中毒、着火 和爆炸。