高炉煤气知识

高炉煤气是含有可燃一氧化碳的气体,是一种低热值的气体燃料,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。以下是由我整理关于高炉煤气知识的内容,希望大家喜欢!

高炉煤气的定义

高压鼓风机(罗茨风机)鼓风,通过热风炉加热后进入了高炉,这种热风和焦炭助燃,产生二氧化碳和一氧化碳,二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳,一氧化碳在上升的过程中,还原了铁矿石中的铁元素,使之成为生铁,这就是炼铁的化学过程。铁水在炉底暂时存留,定时放出用于直接炼钢或铸锭。

这时候在高炉的炉气中,还有大量的过剩的一氧化碳,这种混和气体,就是“高炉煤气”。

高炉煤气的成分

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 %,热值仅为3500KJ/m³左右。高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关,现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺,采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗,但所产的高炉煤气热值更低,增加了利用难度。高炉煤气中的CO2, N2既不参与燃烧产生热量,也不能助燃,相反,还

吸收大量的燃烧过程中产生的热量,导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。高炉煤气的着火点并不高,似乎不存在着火的障碍,但在实际燃烧过程中,受各种因素的影响,混合气体的温度必须远大于着火点,才能确保燃烧的稳定性。高炉煤气的理论燃烧温度低,参与燃烧的高炉煤气的量很大,导致混合气体的升温速度很慢,温度不高,燃烧稳定性不好。

燃烧反应能够发生的另一条件是气体分子间能够发生有效碰撞,即拥有足够能量的相互之间能够发生氧化反应的分子间发生的碰撞,大量的C02、N2的存在,减少了分子间发生有效碰撞的几率,宏观上表现为燃烧速度慢,燃烧不稳定。

高炉煤气中存在大量的CO2、N2,燃烧过程中基本不参与化学反应,几乎等量转移到燃烧产生的烟气中,燃高炉煤气产生的烟气量远多于燃煤。

高炉煤气加热特点

一、高炉煤气需要预热

同体积的高炉煤气的发热量较焦炉煤气低得多,一般为3300—4200KJ/m3。热值低的高炉煤气是不容易燃烧的,为了提高燃烧的热效应,除了空气需要预热外,高炉煤气也必须预热。因此使用高炉煤气加热时,燃烧系统上升气流的蓄热室中,有一半用来预热空气,另一半用来预热煤气。煤气与空气一样,经过斜道进入燃烧室立火道进行燃烧。

二、燃烧系统的阻力大

用高炉煤气加热时,耗热量高(一般比焦炉煤气高15%左右),产生的废气多,且密度大,因而阻力也较大。而上升气流虽然供入的空气量较少,但由于上升气流仅一半蓄热室通过空气,因此上升气流空气系统和阻力仍比焦炉煤气加热时要大。

三、高炉煤气燃烧火焰较长

高炉煤气中的惰性气体约占60%以上。因而火焰较长,焦饼上下加热的均匀性较好。

由于通过蓄热室预热的气体量多,因此蓄热室、小烟道和分烟道的废气温度都较低。小烟道废气出口温度一般比使用焦炉煤气加热时低40--60℃。

四、高炉煤气毒性大

高炉煤气中CO的含量一般为25%--30%,为了防止空气中CO含量超标,必须保持煤气设备严密。高炉煤气设备在安装时应严格按规定达到试压标准,如果闲置较长时间再重新使用前,必须再次进行打压试漏,确认管道、设备严密后才能改用高炉煤气加热。日常操作中,还应对交换旋塞定期清洗加油,对水封也应定期检查,保持满流状态,蓄热室封墙,小烟道与联接管处的检查和严密工作应经常进行。

高炉煤气进入交换开闭器后即处于负压状态。一旦发现该处出现正压,应立即查明原因组织人力及时处理,确保高炉煤气进入交换开闭器后处于负压状态。

五、高炉煤气含尘量大

焦炉所用的高炉煤气含尘量要求最大不超过15mg/m3。2012年以来由于高压炉顶和洗涤工艺的改善,高炉煤气含尘量可降到5mg/m3以下,但长期使用高炉煤气后,煤气中的灰尘也会在煤气通道中沉积下来,使阻力增加,影响加热的正常调节,因而需要采取清扫措施。

高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气的区别如下:

1、含义上的区别:

高炉煤气是高炉炼铁生产过程中副产的可燃气体;

转炉煤气是钢铁企业内部中等热值的气体燃料;

焦炉煤气是指用几种烟煤配制成炼焦用煤,在炼焦炉中经过高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体,是炼焦工业的副产品。

2、主要成分上的区别

高炉煤气成分为二氧化碳6-12%、一氧化碳28-33%、氢气1-4%、氮气55-60%、烃类0.2-0.5%及少量的二氧化硫。含尘浓度10-50克/立方米(标况),产尘量平均为50kg/t(生铁)-75kg/t(生铁)。粉尘粒径在500μm以下,主要是铁、氧化亚铁、氧化铝、氧化硅、氧化镁和焦炭粉末;

转炉煤气含一氧化碳60~80%,二氧化碳15~20%,以及氮、氢和微量氧;

焦炉煤气主要成分为氢气(55%~60%)和甲烷(23%~27%),另含有少量的一氧化碳(5%~8%)、C2以上不饱和烃(2%~4%)、二氧化碳(1.5%~3%)、氧气(0.3%~0.8%))、氮气(3%~7%)。

3、使用上的区别

高炉煤气锅炉发电技术、燃气-蒸汽联合循环发电机组和高温蓄热式燃烧技术的研制成功并在钢铁企业中的广泛应用,为高炉煤气的有效利用提供了很好的途径 ,还能用于发电等其它用途;

转炉煤气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;

焦炉煤气用于工业与民用燃料、化工原料、还原剂直接还原炼铁、制氢。其多联产系统已成为我国能源领域中的热点,利用焦炉煤气生产高附加值的化工产品是确保焦化企业经济效益持续增长的有效方式。

参考资料来源:百度百科-高炉煤气

参考资料来源:百度百科-转炉煤气

参考资料来源:百度百科-焦炉煤气


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