焦炉煤气安全警示:氧含量超标与爆炸风险解析


焦炉煤气氧含量到底超标多少会爆炸?的图1

焦炉煤气,又称焦炉气,由于可燃成分多,属于高热值煤气,粗煤气或荒煤气。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。焦炉气是混合物,其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别,一般每吨干煤可生产焦炉气300~350m3(标准状态)。


其主要成分为氢气(55%~60%)和甲烷(23%~27%),另外还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%)。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分,二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。


焦炉气属于中热值气,其热值为每标准立方米17~19MJ,适合用做高温工业炉的燃料和城市煤气。焦炉气含氢气量高,分离后用于合成氨,其它成分如甲烷和乙烯可用做有机合成原料。焦炉气为有毒和易爆性气体,空气中的爆炸极限为6%~30%。焦炉煤气的特点:


1、焦炉煤气发热值高16720—18810KJ/m³,可燃成分较高(约90%左右);

2、焦炉煤气是无色有臭味的气体;

3、焦炉煤气因含有CO和少量的H2S而有毒;

4、焦炉煤气含氢多,燃烧速度快,火焰较短;

5、焦炉煤气如果净化不好,将含有较多的焦油和萘,就会堵塞管道和管件,给调火工作带来困难;

6、着火温度为600~650 ℃。

7、焦炉煤气含有H2(55~60%),CH4(23~27%),CO(5~8%),CO2(1.5~3.0%),N2(3~7%),O2(<0.5%),cmhn(2~4%);密度为0.45~0.50 Kg/Nm3。


焦炉煤气氧含量到底超标多少会爆炸?

焦炉煤气氧含量是焦化生产过程中一项重要安全控制指标,煤气中氧含量超标,可能形成爆炸性混合气体,造成电捕爆炸、煤气管网检修过程发生爆炸等安全生产事故,因此控制煤气氧含量数值在合理范围内焦化安全管理的一项重点工作。那么煤气氧含量数值到底超过多少会发生爆炸?相信您也心中没底,且看以下分析:

新《焦化安全规程》中第11.1.16条规定:电捕焦油器应设连续式自动氧含量分析仪,并与电捕焦油器电源联锁。煤气含氧量超过1.0%时报警,超过2.0%自动断电。

实际生产过程中,控制煤气中氧的体积百分数低于1%很难进行操作,许多企业采用氧的体积百分数≤1%时切断电源的控制程序,故经常发生断电停车事故,影响后续工序的正常生产。随着工艺、设备及控制技术的发展和操作人员素质的提高,相当一部分企业能够控制煤气中的氧体积百分数≤1%,均能够控制电捕焦油器煤气中氧的体积百分数≤1%,但国内大部分相关企业都反映很难控制电捕焦油器煤气中氧的体积百分数≤1%大部分企业都控制在2%~4%,国内外多年的实际生产运行,没有因煤气含氧量过高而发生电捕焦油器爆炸的情况。



具体氧含量爆炸极限数值分析:

先看下表,各种煤气的爆炸极限。

焦炉煤气氧含量到底超标多少会爆炸?的图2

其中对于焦炉煤气,当达到煤气的爆炸上限时,煤气中氧的体积百分数为12%~13.5%(即煤气中的空气体积百分数达60%左右)时才能形成爆炸性气体。

对于焦炉煤气,正常生产情况下,煤气中空气量不可能达到如此高(12%~13.5%)的程度,因此煤气中氧体积百分数低于1%的控制指标可以适当放宽。

以爆炸极限范围最宽的水煤气为例,如果控制煤气中氧的体积百分数≤3%,相当于煤气中空气的体积百分数≤14.3%这时距离其爆炸上限(空气体积百分数为29.6%)还相当远,还有相当大的缓冲空间。因此,从爆炸极限角度分析,控制煤气中氧的体积百分数<3%应是安全的。为满足安全生产的要求,建议当煤气中的氧体积百分数≥2%时自动报警,当煤气中的氧体积百分数达到3%时切断电源。


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