冶金企业煤气知识.

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煤气定义
煤气狭义定义: 用煤加工而成,用来燃烧的气体。如焦炉煤气、发生炉煤 气。 煤气广义定义: 即为燃气,是指包括煤气、液化石油气、天然气、沼气在 内的所有可燃气体。 煤气作为燃料的优点是,(1)易充分燃烧,热效率高,合理 利用能源;( 2 )点火、燃烧控制简单,便于操作,较容易实现自 动化控制;(3)保护环境,减少污染,改善生产作业环境;(4) 有利于减轻劳动强度和减轻城市交通运输负担;( 5 )易预热,故 可提高燃烧温度。
理论燃烧温度:在绝热的条件下,考虑燃烧产物的高温热分解 损失,并且燃烧为实际状态(对应于理想状态)下的完全燃烧,此 时所计算出的燃烧温度为理论燃烧温度(用 t C 表示)。这里只是没 有考虑火焰对热设备的散热。理论燃烧温度表明某种成分的燃料在 某一燃烧条件下所能达到的最高温度 。TC=(Q低+Q空+Q燃-Q分)/VnC产 式中:Q低燃料的低位热值 ; Q空空气带入的热量; Q燃燃料带入的热量 ; Q分烟气分解热损失; Vn烟气组分的实际生成量 ; C产烟气组分在定压下的比热容。
天然气
定义:天然气是通过钻井从地层开采出来。如果开采 出来不含石油,这种然气称为纯天然气(或天然气)既是 制取合成氨、碳黑、乙炔等化工产品的原料气,又是优质 燃料气。 主要成分是CH4>90%,Q > KJ/Nm3 (8500 Kcal/Sm3) ,爆炸极限5-15%
人工煤气
固体燃料干馏煤气 煤气中的CH4和H2含量较高。热值一般在16700kJ/Nm3左右。如 焦 炉煤气。 固体燃料气化气 用煤做原料采用氧气和水蒸汽等作气化剂。如发生炉煤气。 油制气 利用重油制取城市煤气 高炉煤气 转炉煤气
煤气分类:
(1)按煤气来源分类 天然气 人工煤气 固体燃料干馏煤气 固体燃料气化气 油制气 高炉煤气 转炉煤气 液化石油气 沼气 (2)按煤气热值分类 工业上根据煤气热值,将煤气分为高热值煤气、中热值煤气、 低热值煤气等三大类。 低热值煤气 ≤7530KJ/Nm3 (1800Kcal/Nm3) 中热值煤气 7530-15050KJ/Nm3(1800-3600 Kcal/Nm3) 高热值煤气 >15050KJ/Nm3 (3600 Kcal/Nm3)
理论空气需要量的计算可通过煤气体积成分计算和近似计算: (1)已知煤气体积成分,通过煤气体积成分计算 L0=[0.5H2+0.5CO+2CH4+∑(n+m/4)CnHm+1.5H2S-O2]/21 式中L0表示理论空气需要量 H2表示煤气中H2%的体积成分 CO表示煤气中CO%的体积成分 CH4表示煤气中CH4%的体积成分 CnHm表示煤气中CnHm%的体积成分 H2S表示煤气中H2S%的体积成分 O2 表示煤气中O2 %的体积成分 (2)已知煤气低热值,通过近似计算 Q低<10500kJ/Nm3时 L0=0.209 Q低/1000 Q低>10500kJ/Nm3时 L0=0.26 Q低/1000-0.25 通过近似计算,理论上一立方米焦炉煤气(低热值为17556kJ/ Nm3)、高炉煤气(低热值为3553kJ/ Nm3)、转炉煤气(低热值为 7524kJ/ Nm3)、混合煤气(9600kJ/m3)完全燃烧时,分别约需4.31、 0.74、1.57、2.01 m3空气。
煤气中O2为助燃物
对人体有毒的物质有一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)、氰化氢(HCN)及 苯类等物质;易引起人体窒息的物质有二氧化碳(CO2)、氮气(N2)等 。
煤气性质
煤气具有易燃、易爆、有毒 煤气热值是指标准状况下一标准立方米煤气完全燃 烧时所释放的热量,单位是 J/ Nm3 。单位体积燃气完全 燃烧后,并将燃烧产物中的水蒸汽冷却到 0℃ 的水所放 出的热量也计算在内的发热量称为高热值;单位体积燃 气完全燃烧后,将燃烧产物中的水蒸气冷却到 20℃时所 放出的热量称为低热值。 爆炸浓度极限;可燃气体和空气的混合遇明火而引 起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。在这种混 合中当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的 那一含量,称为可燃气体的爆炸下限,而当可燃气体的 含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的那一含量,称 为可燃气体的爆炸上限。
5~7
煤气 类别
H2
50~60
CH4
20~30
CnHm
1.5~2.5
CO2
2~4
N2
5~10
O2
<1
焦炉 煤气
高炉 煤气 转炉 煤气源自25~302.70.3
15~21
58.5
<1
50~70
1.5
10~25
10~20
<2
煤气中为可燃气体的成分是: CO、H2、CH4、CnHm等。 煤气中为不可燃气体的成分是: CO2、N2等
式中----η L炉温效率,室式加热炉0.75~0.8 台车炉0.70~0.75
连续加热炉0.70~0.80 均热炉0.68~0.73 加热炉的实际炉温:加热炉的实际温度是指加热炉内的气氛温度。在 轧钢加热炉中,一般将加热段的炉温视为实际炉温。 提高燃烧温度的方法:提高燃烧温度的方法有:(1)提高燃料的热 值; (2)预热空气和燃料;(3)合理控制空燃比
基础知识
钢铁企业在生产过程产生的煤气,约占企业总能量的30-40%, 是企业中最重要的二次能源。 能源一般分为二大类,即一次能源和二次能源。一次能源 为自然界本身就存在的能源,二次能源多为由一次能源转换而 来。 节约能源,提高能源利用率与减少大气污染,改善环境治本 措施之一。 节约能源提高能源利用率是降低企业生产成本,提高社会经 济消益的重要途径。 我国对能源的工作基本方针,一是开发和节约并重,二是 技术改造和结构改革要以节能为重点。 节能是我国经济发展的长期战略目标。
实际燃烧温度:实际的燃烧过程中火焰必定向热设备传热,燃烧也 可能存在不完全燃烧等热损失。在理论燃烧温度基础上考虑了这些火焰 的实际热损失所得到的温度就是实际燃烧温度(用ta表示),它是该炉 所能达到的最高温度。 实际燃烧温度通常以经验数据-----炉温系数η L来估算实际燃烧温度。 炉温系数亦为炉温效率。ta=η LtC
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液化石油气
液化石油气是开采炼制石油过程中,作为副产品而 获得的一部分炭氢化合物。主要成分为丙烷( C3H8)、 丙烯( C 3 H 6 )、丁烷( C 4 H 10 )、丁烯( C 4 H 8 )习惯 上称为 C3、 C4 。在常温常压下呈气态,当压力升高或 温度降低时,很容易转变为液态。从气态转变为液态 体积约缩小250倍。气态液化石油气的热值约为 92100121400kJ/Nm 3 ,液态液化石油气的热值约为 4520046100kJ/kg。
沼气
各种有机物在隔绝空气的条件下发酵,并在微生 物的作用下产生的可燃气体。组分中CH4的含量约为 60%,CO2约为35%
冶金企业四大煤气
焦炉煤气、 高炉煤气、 转炉煤气、 发生炉煤气(着火温度为610度)
煤气成分
冶金工业副产煤气主要有焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气。 其组成见下表 组成(V%) CO
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