焦?fàn)t煤氣
焦?fàn)t煤氣，又稱(chēng)焦?fàn)t氣，英文名為CokeOven Gas(COG)，由于可燃成分多，屬于高熱值煤氣，粗煤氣或荒煤氣。是指用幾種煙煤配制成煉焦用煤，在煉焦?fàn)t中經(jīng)過(guò)高溫干餾后，在產(chǎn)出焦炭和焦油產(chǎn)品的同時(shí)所產(chǎn)生的一種可燃性氣體，是煉焦工業(yè)的副產(chǎn)品。焦?fàn)t氣是混合物，其產(chǎn)率和組成因煉焦用煤質(zhì)量和焦化過(guò)程條件不同而有所差別，一般每噸干煤可生產(chǎn)焦?fàn)t氣300~350m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。其主要成分為氫氣（55%~60%）和甲烷（23%~27%），另外還含有少量的一氧化碳（5%~8%）、C2以上不飽和烴（2%~4%）、二氧化碳（1.5%~3%)、氧氣(0.3%~0.8%))、氮?dú)?3%~7%)。其中氫氣、甲烷、一氧化碳、C2以上不飽和烴為可燃組分，二氧化碳、氮?dú)狻⒀鯕鉃椴豢扇冀M分。
概述
焦?fàn)t氣屬于中熱值氣，其熱值為每標(biāo)準(zhǔn)立方米17~19MJ，適合用做高溫工業(yè)爐的燃料和城市煤氣。焦?fàn)t氣含氫氣量高，分離后用于合成氨，其它成分如甲烷和乙烯可用做有機(jī)合成原料。焦?fàn)t氣為有毒和易爆性氣體，空氣中的爆炸極限為6%~30%。
構(gòu)成
焦?fàn)t煤氣主要由氫氣和甲烷構(gòu)成，分別占56%和27%，并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮?dú)?、氧氣和其他烴類(lèi)；其低發(fā)熱值為18250kJ/Nm3，密度為0.4~0.5kg/Nm3，運(yùn)動(dòng)粘度為25×10`(-6)m2/s。根據(jù)焦?fàn)t本體和鼓冷系統(tǒng)流程圖,從焦?fàn)t出來(lái)的荒煤氣進(jìn)入之前,已被大量冷凝成液體,同時(shí),煤氣中夾帶的煤塵,焦粉也被捕集下來(lái)，煤氣中的水溶性的成分也溶入氨水中。焦油、氨水以及粉塵和焦油渣一起流入機(jī)械化焦油氨水分離池。分離后氨水循環(huán)使用，焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中煉焦煤氣進(jìn)入初冷器被直接冷卻或間接冷卻至常溫，此時(shí)，殘留在煤氣中的水分和焦油被進(jìn)一步除去。出初冷器后的煤氣經(jīng)機(jī)械捕焦油使懸浮在煤氣中的焦油霧通過(guò)機(jī)械的方法除去，然后進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)被升壓至19600帕(2000毫米水柱)左右。為了不影響以后的煤氣精制的操作，例如硫銨帶色、脫硫液老化等，使煤氣通過(guò)電捕焦油器除去殘余的焦油霧。為了防止萘在溫度低時(shí)從煤氣中結(jié)晶析出，煤氣進(jìn)入脫硫塔前設(shè)洗萘塔用于洗油吸收萘。在脫硫塔內(nèi)用脫硫劑吸收煤氣中的硫化氫,與此同時(shí)，煤氣中的*也被吸收了。煤氣中的氨則在吸氨塔內(nèi)被水或水溶液吸收產(chǎn)生液氨或硫銨。煤氣經(jīng)過(guò)吸氨塔時(shí)，由于硫酸吸收氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，煤氣的溫度升高，為不影響粗苯回收的操作，煤氣經(jīng)終冷塔降溫后進(jìn)入洗苯塔內(nèi)，用洗油吸收煤氣中的苯、甲苯、二甲苯以及環(huán)戊二烯等低沸點(diǎn)的炭化氫化合物和苯乙烯、萘古馬隆等高沸點(diǎn)的物質(zhì)，與此同時(shí)，有機(jī)硫化物也被除去了。
特點(diǎn)
1、焦?fàn)t煤氣發(fā)熱值高16720—18810kJ/m3，可燃成分較高（約90%左右）；
2、焦?fàn)t煤氣是無(wú)色有臭味的氣體；
3、焦?fàn)t煤氣因含有CO和少量的H2S而有毒；
4、焦?fàn)t煤氣含氫多，燃燒速度快，火焰較短；
5、焦?fàn)t煤氣如果凈化不好，將含有較多的焦油和萘，就會(huì)堵塞管道和管件，給調(diào)火工作帶來(lái)困難；
6、著火溫度為600~650 ℃。
7焦?fàn)t煤氣含
有H2（55~60%），CH4（23~27%），CO（5~8%），CO2（1.5~3.0%），N2（3~7%），O2（<0.5%），c2h4(2~4%);密度為0.45~0.50 Kg/Nm3。
高爐煤氣
定義
高壓鼓風(fēng)機(jī)（羅茨風(fēng)機(jī)）鼓風(fēng)，通過(guò)熱風(fēng)爐加熱后進(jìn)入了高爐，這種熱風(fēng)和焦炭助燃，產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳，二氧化碳又和炙熱的焦炭產(chǎn)生一氧化碳，一氧化碳在上升的過(guò)程中，還原了鐵礦石中的鐵元素，使之成為生鐵，這就是煉鐵的化學(xué)過(guò)程。鐵水在爐底暫時(shí)存留，定時(shí)放出用于直接煉鋼或鑄錠。這時(shí)候在高爐的爐氣中，還有大量的過(guò)剩的一氧化碳，這種混和氣體，就是“高爐煤氣”。
成分
高爐煤氣為煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，主要成分為:CO、CO2、N2、H2、CH4等，其中可燃成分CO含量約占25%左右，H2、CH4的含量很少，CO2、 N2的含量分別占15%、55 %，熱值僅為3500KJ/m³左右。高爐煤氣的成分和熱值與高爐所用的燃料、所煉生鐵的品種及冶煉工藝有關(guān)，現(xiàn)代的煉鐵生產(chǎn)普遍采用大容積、高風(fēng)溫、高冶煉強(qiáng)度、高噴煤粉量的生產(chǎn)工藝，采用這些*的生產(chǎn)工藝提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率并降低能耗，但所產(chǎn)的高爐煤氣熱值更低，增加了利用難度。高爐煤氣中的CO2,N2既不參與燃燒產(chǎn)生熱量，也不能助燃，相反，還吸收大量的燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，導(dǎo)致高爐煤氣的理論燃燒溫度偏低。高爐煤氣的著火點(diǎn)并不高，似乎不存在著火的障礙，但在實(shí)際燃燒過(guò)程中，受各種因素的影響，混合氣體的溫度必須遠(yuǎn)大于著火點(diǎn)，才能確保燃燒的穩(wěn)定性。高爐煤氣的理論燃燒溫度低，參與燃燒的高爐煤氣的量很大，導(dǎo)致混合氣體的升溫速度很慢，溫度不高，燃燒穩(wěn)定性不好。
燃燒反應(yīng)能夠發(fā)生的另一條件是氣體分子間能夠發(fā)生有效碰撞，即擁有足夠能量的相互之間能夠發(fā)生氧化反應(yīng)的分子間發(fā)生的碰撞，大量的C02、N2的存在，減少了分子間發(fā)生有效碰撞的幾率，宏觀上表現(xiàn)為燃燒速度慢，燃燒不穩(wěn)定。
高爐煤氣中存在大量的CO2、N2，燃燒過(guò)程中基本不參與化學(xué)反應(yīng)，幾乎等量轉(zhuǎn)移到燃燒產(chǎn)生的煙氣中，燃高爐煤氣產(chǎn)生的煙氣量遠(yuǎn)多于燃煤。
特點(diǎn)
v 高爐煤氣中不燃成分多，可燃成分較少（約30%左右），發(fā)熱值低，一般為3344—4180千焦/標(biāo)米³；
v 高爐煤氣、無(wú)臭的氣體，因CO含量很高、所以毒性*；
v 燃燒速度慢、火焰較長(zhǎng)、焦餅上下溫差較?。?/span>
v 用高爐煤氣加熱焦?fàn)t時(shí)，煤氣中含塵量大，容易堵塞蓄墊室格子磚；
v 安全規(guī)格規(guī)定在1米³空氣CO含量不能超過(guò)30mg；
v 著火溫度大于700℃。
v 高爐煤氣含有H2（1.5-3.0%），CH4（0.2-0.5%），CO（25-30%），CO2（9-12%），N2（55-60%），O2（0.2-0.4%）;密度為1.29-1.30Kg/Nm3。
加熱特點(diǎn)
一、高爐煤氣需要預(yù)熱
同體積的高爐煤氣的發(fā)熱量較焦?fàn)t煤氣低得多，一般為3300—4200KJ/m3。熱值低的高爐煤氣是不容易燃燒的，為了提高燃燒的熱效應(yīng)，除了空氣需要預(yù)熱外，高爐煤氣也必須預(yù)熱。因此使用高爐煤氣加熱時(shí)，燃燒系統(tǒng)上升氣流的蓄熱室中，有一半用來(lái)預(yù)熱空氣，另一半用來(lái)預(yù)熱煤氣。煤氣與空氣一樣，經(jīng)過(guò)斜道進(jìn)入燃燒室立火道進(jìn)行燃燒。
二、燃燒系統(tǒng)的阻力大
用高爐煤氣加熱時(shí)，耗熱量高（一般比焦?fàn)t煤氣高15%左右），產(chǎn)生的廢氣多，且密度大，因而阻力也較大。而上升氣流雖然供入的空氣量較少，但由于上升氣流僅一半蓄熱室通過(guò)空氣，因此上升氣流空氣系統(tǒng)和阻力仍比焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)要大。
三、高爐煤氣燃燒火焰較長(zhǎng)
高爐煤氣中的惰性氣體約占60%以上。因而火焰較長(zhǎng)，焦餅上下加熱的均勻性較好。
由于通過(guò)蓄熱室預(yù)熱的氣體量多，因此蓄熱室、小煙道和分煙道的廢氣溫度都較低。小煙道廢氣出口溫度一般比使用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)低40--60℃。
四、高爐煤氣毒性大
高爐煤氣中CO的含量一般為25%--30%，為了防止空氣中CO含量超標(biāo)，必須保持煤氣設(shè)備嚴(yán)密。高爐煤氣設(shè)備在安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定達(dá)到試壓標(biāo)準(zhǔn)，如果閑置較長(zhǎng)時(shí)間再重新使用前，必須再次進(jìn)行打壓試漏，確認(rèn)管道、設(shè)備嚴(yán)密后才能改用高爐煤氣加熱。日常操作中，還應(yīng)對(duì)交換旋塞定期清洗加油，對(duì)水封也應(yīng)定期檢查，保持滿(mǎn)流狀態(tài)，蓄熱室封墻，小煙道與聯(lián)接管處的檢查和嚴(yán)密工作應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行。
高爐煤氣進(jìn)入交換開(kāi)閉器后即處于負(fù)壓狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)該處出現(xiàn)正壓，應(yīng)立即查明原因組織人力及時(shí)處理，確保高爐煤氣進(jìn)入交換開(kāi)閉器后處于負(fù)壓狀態(tài)。
五、高爐煤氣含塵量大
焦?fàn)t所用的高爐煤氣含塵量要求大不超過(guò)15mg/m3。2012年以來(lái)由于高壓爐頂和洗滌工藝的改善，高爐煤氣含塵量可降到5mg/m3以下，但*使用高爐煤氣后，煤氣中的灰塵也會(huì)在煤氣通道中沉積下來(lái)，使阻力增加，影響加熱的正常調(diào)節(jié)，因而需要采取清掃措施。
另外，高爐煤氣是經(jīng)過(guò)水洗滌的，它含有飽和水蒸汽。煤氣溫度越高，水分就越多，會(huì)使煤氣的熱值降低。從計(jì)算可知，煤氣溫度由20℃升高到40℃時(shí)，要保持所供熱量不變，煤氣的表流量約增加12%。因此要求高爐煤氣的溫度不應(yīng)超過(guò)35℃。當(dāng)煤氣溫度發(fā)生一定變化時(shí)，交換機(jī)工應(yīng)立即調(diào)整加熱煤氣的表流量，以保證供給焦?fàn)t的總熱量的穩(wěn)定。
