煤气基础知识
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拿我们厂所产高炉煤气成分为例
H2 ：1.6% N2 ：56% CO ：24.3%
O2 ：0.2% CO2：17.9% 由于其发热值较低,所以很少单独在加热炉上使用,一般都与 高热值煤气混合使用,或者经过高温预热空气和煤气后使用.
焦炉煤气（COG）
焦炉煤气的产生
焦炉煤气是炼焦生产的副产品,煤是在与空气隔绝 的条件下由两侧燃烧室供给热量进行干馏，随温度升高， 经历干燥、预热、热分解、软化、半焦，成焦。而后经 冷却即成为成品焦，炼焦过程生成的煤气由炉顶上升管 引导到回收系统。 1. 回收流程 ① 焦炉——粗煤气——冷却器——氨水澄清——焦油 ② 焦炉——粗煤气——冷却器——鼓风机——电捕焦油 器——脱萘——脱硫——脱氨——冷却器——脱苯—— 最终脱萘——焦炉净煤气
煤气的发热量
煤气的发热量，是指完全Hale Waihona Puke Baidu烧一标准立方米煤气时所 释放出的热量。发热量有高发热量和低发热量之分。
1. 高发热量：单位燃料完全燃烧后，将燃烧产物中的水 蒸汽冷却到零度的水所放出的热量也计算在内的发热 量，用Q高表示。
2. 低发热量：单位燃料完全燃烧后，将燃烧产物中的水 蒸汽冷却到20℃时所放出的热量，称为低发热量， 用Q低表示。
在副产煤气中，我们可以根据不同煤气中所含的可燃 成分，将各种可燃成分的低发热量及百分比带入低发 热量公式，就可以计算出不同煤气的发热量。
煤气的分类
煤气按产生的方式主要可分为：高炉煤气、 焦炉煤气，转炉煤气、铁合金炉煤气、发 生炉煤气。
按热值可分为高热值煤气、低热值煤气。
高炉煤气（BFG）
高炉煤气的产生
高炉是钢铁企业冶炼生铁的设备。高炉冶炼生铁的主要原料是铁 矿或烧结矿，在冶炼过程中，由于焦炭中的碳在炉内燃烧，开始由空 气过剩而逐渐变成空气不足的燃烧，而最终产生了高炉煤气。
1. 原理
经过热风炉预热到高温的空气进入高炉后，与白热状态 的焦炭相遇，鼓风中的氧气，水蒸气与焦炭发生一系列的化学 反应。 如C+O2=CO2 ,C+O2=CO,C+H2O=CO+H2，CO2+C=CO. 生成气与铁矿石（包括烧结矿，球团矿）中的氧化铁起还原反 如下：
2. 焦炉煤气的性质
净化的焦炉煤气是无色的，有臭味的有毒气体。重度在 0.4-0.5千克/米3之间，发热量在4000大卡/米3左右，着火 温度为550-650℃，理论燃烧温度2150 ℃左右。焦炉煤气 与空气混合到一定的比例遇到明火或550以上的高温就会发 生强烈的爆炸。 拿我们厂所使用的焦炉煤气成分为例： H2 ：52.2% CH4: 23.3% N2 ：6.6% CO ：7.4% O2 ：0.1% CO2：7.4% CnHm: 3%
➢ 原理
转炉煤气是由氧气同铁水中碳、硫、磷、硅、锰和钒元素氧化生 成的炉气和炉尘组成。氧气通过氧枪，从炉口上方伸入到距铁水面上适 当位置，以及一定压力进行吹炼。氧气在熔池内与铁水激烈搅拌，使铁 水中的各种元素及少量铁受到氧化，从铁水中分离出来，除碳以外的氧 化物，大部分逗留在渣中。铁的氧化物，特别是其中的氧化亚铁，与铁 水中的碳化合产生大量的CO，同时放出大量的热能。在吹炼过程中，从 转炉中喷出的气体，即为转炉煤气。主要化学反应如下：
Fe2O3+CO(H2)=Fe3O4+CO2(H2O), Fe3O4+CO(H2)=FeO+CO(H2O), FeO+CO(H2)=Fe+CO2(H2O),
随着氧化铁还原反应的进行，生成气中的CO及H2逐渐减少 CO2与H2O逐渐增加，到达炉顶的气体就是高炉煤气。
2. 高炉煤气的性质
高炉煤气是无色无味有毒的可燃气体。重度为1.5千克/ 米3左右，发热量较低在750-1000大卡/米3之间，理论燃烧 温度为1500℃左右，着火点700℃左右。高炉煤气中含有 30%左右的CO，如泄漏出来极易造成人身中毒。高炉煤气 与空气或氧气混合到一定的比例，遇到明火或700 ℃以上的 高温就会发生爆炸。
虽然其成分中含有CO的量比较少，但是也会造成人身 中毒事故。从上面可以看出，由于其成分中大部分是含有高 发热量的H2和CH4,所以其具有很高的发热量。
转炉煤气（LDG）
转炉煤气的产生
转炉煤气是在钢铁企业转炉炼钢过程中，氧气顶吹转炉吹炼，由于 铁水中的碳的氧化、产生了炉气，其炉气量的大小主要取决于吹氧量及 铁水含碳量的多少。应为炉内温度很高，所以碳的主要氧化物是一氧化 碳，也就是转炉煤气的主要成分。
3. 氢气（H2）：无色无味气体，重度0.0899 千克/米3 ，难溶于水。 Q低=10747.5千焦/米3（2570大卡/米3 ），空气中的爆炸范围 4.2%-7.4%，着火温度580-590℃。
4. 一氧化碳（CO）：无色无味气体，重度1.250千克/米3 。 Q低 =16269千焦/米3（3020大卡/米3 ），空气中的爆炸范围12.4%75%，着火温度644-658℃，火焰呈兰色。CO具有很强的毒性， 空气中含有0.06%既有害于人体，含0.20%时可使人失去知觉， 含0.4%时即可导致死亡。
FeO + C = Fe + CO
目录
煤气的组成 煤气的分类 高炉煤气 焦炉煤气 转炉煤气 发生炉煤气 煤气事故的预防与处理 宽厚板厂所使用燃气的基本情况
煤气的组成
任何一种副产煤气都是由一些单一气体组成。其中可燃气体的成份 有CO、H2，和其他气态碳氢化合物CnHm以及H2S。不可燃的气体 成分有CO2，N2和少量的O2。 各种单一气体的物理化学性质如下：
1. 甲烷（CH4）：无色气体，微有葱臭味，重度0.715千克/米3。，难 溶于水。Q低=35671千焦/米3（8530大卡/米3 ），与 空气混合可 发生爆炸，爆炸范围5.4%-15%，着火温度650-750℃，火焰呈 微弱亮光，当空气中甲烷的浓度达到25-30%时才有毒性。
2. 乙烷（C2H6）：无色无味气体，重度1.341千克/米3 ，难溶于水。 Q低=63690千焦/米3（15230大卡/米3 ），空气中的爆炸范围 5%-12%，着火温度520-630℃，火焰有微光。
H2 ：1.6% N2 ：56% CO ：24.3%
O2 ：0.2% CO2：17.9% 由于其发热值较低,所以很少单独在加热炉上使用,一般都与 高热值煤气混合使用,或者经过高温预热空气和煤气后使用.
焦炉煤气（COG）
焦炉煤气的产生
焦炉煤气是炼焦生产的副产品,煤是在与空气隔绝 的条件下由两侧燃烧室供给热量进行干馏，随温度升高， 经历干燥、预热、热分解、软化、半焦，成焦。而后经 冷却即成为成品焦，炼焦过程生成的煤气由炉顶上升管 引导到回收系统。 1. 回收流程 ① 焦炉——粗煤气——冷却器——氨水澄清——焦油 ② 焦炉——粗煤气——冷却器——鼓风机——电捕焦油 器——脱萘——脱硫——脱氨——冷却器——脱苯—— 最终脱萘——焦炉净煤气
煤气的发热量
煤气的发热量，是指完全Hale Waihona Puke Baidu烧一标准立方米煤气时所 释放出的热量。发热量有高发热量和低发热量之分。
1. 高发热量：单位燃料完全燃烧后，将燃烧产物中的水 蒸汽冷却到零度的水所放出的热量也计算在内的发热 量，用Q高表示。
2. 低发热量：单位燃料完全燃烧后，将燃烧产物中的水 蒸汽冷却到20℃时所放出的热量，称为低发热量， 用Q低表示。
在副产煤气中，我们可以根据不同煤气中所含的可燃 成分，将各种可燃成分的低发热量及百分比带入低发 热量公式，就可以计算出不同煤气的发热量。
煤气的分类
煤气按产生的方式主要可分为：高炉煤气、 焦炉煤气，转炉煤气、铁合金炉煤气、发 生炉煤气。
按热值可分为高热值煤气、低热值煤气。
高炉煤气（BFG）
高炉煤气的产生
高炉是钢铁企业冶炼生铁的设备。高炉冶炼生铁的主要原料是铁 矿或烧结矿，在冶炼过程中，由于焦炭中的碳在炉内燃烧，开始由空 气过剩而逐渐变成空气不足的燃烧，而最终产生了高炉煤气。
1. 原理
经过热风炉预热到高温的空气进入高炉后，与白热状态 的焦炭相遇，鼓风中的氧气，水蒸气与焦炭发生一系列的化学 反应。 如C+O2=CO2 ,C+O2=CO,C+H2O=CO+H2，CO2+C=CO. 生成气与铁矿石（包括烧结矿，球团矿）中的氧化铁起还原反 如下：
2. 焦炉煤气的性质
净化的焦炉煤气是无色的，有臭味的有毒气体。重度在 0.4-0.5千克/米3之间，发热量在4000大卡/米3左右，着火 温度为550-650℃，理论燃烧温度2150 ℃左右。焦炉煤气 与空气混合到一定的比例遇到明火或550以上的高温就会发 生强烈的爆炸。 拿我们厂所使用的焦炉煤气成分为例： H2 ：52.2% CH4: 23.3% N2 ：6.6% CO ：7.4% O2 ：0.1% CO2：7.4% CnHm: 3%
➢ 原理
转炉煤气是由氧气同铁水中碳、硫、磷、硅、锰和钒元素氧化生 成的炉气和炉尘组成。氧气通过氧枪，从炉口上方伸入到距铁水面上适 当位置，以及一定压力进行吹炼。氧气在熔池内与铁水激烈搅拌，使铁 水中的各种元素及少量铁受到氧化，从铁水中分离出来，除碳以外的氧 化物，大部分逗留在渣中。铁的氧化物，特别是其中的氧化亚铁，与铁 水中的碳化合产生大量的CO，同时放出大量的热能。在吹炼过程中，从 转炉中喷出的气体，即为转炉煤气。主要化学反应如下：
Fe2O3+CO(H2)=Fe3O4+CO2(H2O), Fe3O4+CO(H2)=FeO+CO(H2O), FeO+CO(H2)=Fe+CO2(H2O),
随着氧化铁还原反应的进行，生成气中的CO及H2逐渐减少 CO2与H2O逐渐增加，到达炉顶的气体就是高炉煤气。
2. 高炉煤气的性质
高炉煤气是无色无味有毒的可燃气体。重度为1.5千克/ 米3左右，发热量较低在750-1000大卡/米3之间，理论燃烧 温度为1500℃左右，着火点700℃左右。高炉煤气中含有 30%左右的CO，如泄漏出来极易造成人身中毒。高炉煤气 与空气或氧气混合到一定的比例，遇到明火或700 ℃以上的 高温就会发生爆炸。
虽然其成分中含有CO的量比较少，但是也会造成人身 中毒事故。从上面可以看出，由于其成分中大部分是含有高 发热量的H2和CH4,所以其具有很高的发热量。
转炉煤气（LDG）
转炉煤气的产生
转炉煤气是在钢铁企业转炉炼钢过程中，氧气顶吹转炉吹炼，由于 铁水中的碳的氧化、产生了炉气，其炉气量的大小主要取决于吹氧量及 铁水含碳量的多少。应为炉内温度很高，所以碳的主要氧化物是一氧化 碳，也就是转炉煤气的主要成分。
3. 氢气（H2）：无色无味气体，重度0.0899 千克/米3 ，难溶于水。 Q低=10747.5千焦/米3（2570大卡/米3 ），空气中的爆炸范围 4.2%-7.4%，着火温度580-590℃。
4. 一氧化碳（CO）：无色无味气体，重度1.250千克/米3 。 Q低 =16269千焦/米3（3020大卡/米3 ），空气中的爆炸范围12.4%75%，着火温度644-658℃，火焰呈兰色。CO具有很强的毒性， 空气中含有0.06%既有害于人体，含0.20%时可使人失去知觉， 含0.4%时即可导致死亡。
FeO + C = Fe + CO
目录
煤气的组成 煤气的分类 高炉煤气 焦炉煤气 转炉煤气 发生炉煤气 煤气事故的预防与处理 宽厚板厂所使用燃气的基本情况
煤气的组成
任何一种副产煤气都是由一些单一气体组成。其中可燃气体的成份 有CO、H2，和其他气态碳氢化合物CnHm以及H2S。不可燃的气体 成分有CO2，N2和少量的O2。 各种单一气体的物理化学性质如下：
1. 甲烷（CH4）：无色气体，微有葱臭味，重度0.715千克/米3。，难 溶于水。Q低=35671千焦/米3（8530大卡/米3 ），与 空气混合可 发生爆炸，爆炸范围5.4%-15%，着火温度650-750℃，火焰呈 微弱亮光，当空气中甲烷的浓度达到25-30%时才有毒性。
2. 乙烷（C2H6）：无色无味气体，重度1.341千克/米3 ，难溶于水。 Q低=63690千焦/米3（15230大卡/米3 ），空气中的爆炸范围 5%-12%，着火温度520-630℃，火焰有微光。