  煤气是钢铁厂生产的副产品和重要能源，生产和使用量大。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，作为还原剂使用，把铁矿石中的铁还原出来，焦炭就生成了高炉煤气；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，脱炭产生转炉煤气。 一煤气特性 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；转炉煤气：50m³-100m³/t，三者特性如下： 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16800-18900kJj/m³，着火温度550-650℃，爆炸极限4.5%-35.8%，理论燃烧温度2150℃左右。焦炉煤气主要由H2和CH4构成，分别占56%和27%，并有少量CO、CO2、N2、O2和其他烃类。虽然焦炉煤气中的CO含量较高炉煤气少，但也会造成中毒事故。 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。 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 %。它是一种低热值气体燃料，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。 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%。转炉煤气的理论燃烧温度比高炉煤气高，但转炉煤气CO含量最高，占60-70%，毒性相对最大，在储存、运输、使用过程中必须严防泄漏。 转炉炼钢过程中，铁水中的碳在高温下和吹入的O2生成CO和少量CO2的混合气体。回收的顶吹氧转炉炉气含CO为60-80%，CO2为15-20%，以及N2、H2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，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。 二安全重点 焦炉煤气的发生机理与高炉煤气、转炉煤气不一样，它是物理作用，是煤在炭化室内（两侧是燃烧室）隔绝空气的情况下加热，经干馏，使煤含有的一些有机物质蒸发出来，即为焦炉煤气，通过上升管、集气管（有调压系统、煤气放散系统），又引入下方作为加热燃料。因此，焦炉煤气安全主要有以下两个重点区域： （1）焦炉地下室煤气危险区，要监测浓度，易爆区，不能动火作业。 （2）焦炉炉顶煤气危险区，主要含装煤孔作业，上升管不能堵塞，集气管压力不能太大，也不能太小。 回收安全重点： 焦炉煤气回收的物质是没有燃烧过的有机物质，价值很高，比煤气的价值还高。所以焦炉煤气回收有净化回收车间、苯精制等后续工艺。从集气管收集起来的粗煤气要初冷，把温度保持在28℃左右，通过鼓风机输送到后面工艺。鼓风机前是负压系统，鼓风机后是正压系统。通过电捕焦油器（类似电除尘）除焦油，再脱炭、脱硫、脱氰，回收氨，再把温度进一步降低（脱硫时温度上升了），再用洗油洗煤气，回收里面的苯。此时煤气净化过程基本完成了。 净化过程中有许多塔，如反应塔、洗涤塔，脱硫塔、洗苯塔，也涉及到很多介质，如水、洗油等等。介质有一个排放的问题，有一个水封、油封的高度问题，一定要保持工作压力在500mm水柱以上。还有一个就是含氧量的控制，电捕焦油是高压的电场，氧含量高会产生爆炸。 高炉煤气是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，CO碰到铁矿石，将Fe2O3逐步变成Fe3O4、FeO，即铁水。 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，这就是炼钢的副主品。高炉涉及到的安全问题主要是炉内煤气不能随便跑出来，煤气有几个地方可能跑出来： （1）炉顶装料的地方冒煤气。目前采取的是分段下料，分步隔离，堵住煤气，让料能下来，但堵不好就会冒煤气。 （2）高炉风口、铁口、渣口套接不严冒煤气。供风给炉内，进风口也易冒煤气；铁口、渣口不出铁不出钢时应堵住。所以从安全上要检测这些地方的煤气浓度，看看是否超标。 （3）高炉炉顶装料系统不严冒煤气。炉顶装料系统采取氮气密封，保持高于炉内0.05 Mpa压力，大小钟拉杆、料罐的齿轮箱等处。 （4）高炉冷却系统进出炉壁不严冒煤气。要有明确的警示标志，一般人不能去，安全检查也不能上去。 除以上，高炉风口以上各层平台煤气也是危险区，要有明确的警示标志，一般人不能去，安全检查也不能上去。其次还要控制炉内压力，炉顶有一个放散装置，叫泄压，泄压不好，会导致事故。检查时要到中控室检查氮气的密封压力、齿轮箱的密封情况、冷却水进出水温度是不是正常，有没有限制、报警等等。 回收安全重点： 高炉煤气必须要净化，它从炉内出来时的含尘量为每立方米10g左右，到用户需要达到10mg左右，所以必须除尘。目前除尘有两大类方法，一类是湿法，一类是干法。不管是湿法还是干法，都要先经过重力除尘器把大颗粒尘除掉。其次，除尘过程中要注意以下安全问题： （1）高炉湿法除尘要防止排污系统冒煤气，循环水系统带煤气。净化水池，如果有管道，水位高时，压力可封住煤气，当清洗水池时人员就会中毒。 （2）高炉干法除尘要防止出灰系统冒煤气，电除尘控制煤气含氧量不超过1%。防尘要密封，最好调湿。不要放干灰，在重力除尘器处放干灰，往往是出煤气再关掉，非常危险，这种违章行为较普遍。 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，吹氧的过程就产生CO。回收炉内CO采用的是外延法，炉口不盖严，外面的空气会进来，产生的CO全部烧掉了，此方法叫燃烧法。转炉炼钢的前期和后期炉盖是打开的，回收煤气是在中间一段，烟罩落下来，不让外面的空气进去。转炉运行过程中通常会出现以下安全问题： （1）转炉烟罩氧枪、副枪插入孔冒煤气。固定烟罩和活动烟罩应密封好，密封的方法有多种，如沙、水、机械密封等。 （2）转炉加料系统冒煤气。加料口加造渣、浠释，去杂加石灰时，容易漏煤气，这里也要用氮气气封，要考虑密封的压力，压力有没有报警等。 （3）转炉氧枪冷却进出不严冒煤气。压力太大，煤气会跑出来，压力太小，空气会进取。 （4）转炉炉口以上各层平台煤气危险区。不要让人随便上去，要确保在这些区域作业是否按规定执行，有没有制度，有无单人作业情况，作业是不是随身携带CO报警器等，还要关注氧枪冷却水泄漏、喷溅问题。 回收安全重点： 转炉LT法是转炉净化的方向。煤气通过烟罩、蒸发冷却器降温，电除尘器（一般4个电场）除尘，再通过煤气冷却器把温度进一步降下来，最后送到煤气柜。除尘器收下来的干灰密封输送，作为烧结原料。电除尘要严格控制进到电除尘系统的氧含量，控制煤气柜含氧量不超过2% ；转炉LT法控制煤气含氧量不超过1%。另外，煤气冷却器的冷却水要保持高低位报警。 |
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