浅谈高炉煤气、转炉煤气|焦炉煤气净化回收工艺过程中的安全控制以及煤气氧含量分析仪

仝西战（：）
（西安聚能仪器有限公司陕西西安）

  TR-9200型焦炉煤气氧含量气体分析系统，是根据国内焦化行业的复杂现状专门设计的高性能过程在线分析系统。由于焦炉炉气、烟道气、干熄焦气、煤气发生炉炉气、热风炉炉气等测检点都不同程度地含有焦油、粉尘、低沸点有机物、H₂S等硫物或水汽，具有高粘度、易结晶、有腐蚀性等特点，故气体成份复杂，易造成分析系统堵塞、腐蚀。针对上述情况，我们采用多种新技术针对性设计的系统，具有安全可靠、抗腐蚀、无堵塞、取样真实、响应快、分析精度高、配置和选型*等优势。

1.高炉煤气回收

煤气必须要净化，它从炉内出来时的含尘量有 10克左右，到用户只到10毫克左右，必须要把尘去掉。目前除尘有两大类方法，一类是湿法，一类是干法。不管是显法还是干法，都要先经过重力除尘器把大颗粒尘除掉。港陆事故情况：炉顶放散正常情况下，炉顶压力是0.6公斤左右，事故时是1.2公斤，而放散阀的配重超过设计20%，放散阀没有动作，重力除尘器放散阀配重多加了超过正常的73.5公斤，超设计20%，也没有动作，压力通过顶部的防爆板（规程没有要求设置）泄漏，除尘器离厂房高度和直线距离为9米多（都不够），煤气扩散到出铁厂。出铁厂正出铁，有烟雾、水气，掩盖了飘过来的煤气，导致现场人员中毒。

高炉湿法除尘防止排污系统冒煤气，循环水系统带煤气，净化水池（如果是管道，水位高时压力可封住煤气，当清洗水池时人员就会中毒）。2006年6月11日，齐钢清洗水池时就发生了事故、地沟就会串入煤气。

高炉干法除尘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，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。

2.转炉煤气回收

转炉煤气回收有两种工艺，一种叫OG法（如下图），是一种湿法除尘，也就是双文法（两级文氏管）。文氏管是一种变径管，当煤气通过变径管时，由小口径通过大口径时，压力能变为动能，速度会增加，两边有水喷淋，汽水雾把尘粒粘住了。一级文氏管是一种液流文氏管，液流起泄爆作用，同时液流可灭煤气带来的火星。二级文氏管是一种可调口径文氏管，调节口径，可控制炉口的微正压（5毫米水柱）。烟罩提升时，叫烟气净化，净化的烟气通过三通阀打向烟窗。

从安全考虑，转炉（系统）煤气间歇式回收，保持系统惰性（不回收也要充氮气保持系统压力，防止煤气倒罐，所以有一个水封逆止阀）。*、二级文氏管都在转炉平台以上，检查时看不到，只能看风机房、后面的三通阀、水封阀、放散管，可检查放散管高度是否符合要求，煤气点燃了没有，因为煤气毒性很大，所以放散管必须高于30，有的厂现在高于60。必须防雷，下面要接地，水封、防止封隔断时有没有液流。

    转炉煤气回收流程（OG法）

另外一种方法，LT法是转炉净化的方向，是电除尘。煤气通过烟罩、蒸发冷却器（水蒸气和水喷进去，降煤气的温度），通过电除尘器（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，再送到煤气柜。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%。下图系统中装有氧含量激光分析仪。

另外，煤气冷却器的冷却水要保持高低位报警。

转炉煤气回收流程（LT法）

3.焦炉煤气回收

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度左右，通过鼓风机输送到后面工艺。鼓风机前叫负压系统，鼓风机后叫正压系统。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，再把温度进一步冷却（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加500毫米水柱。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。

1.高炉煤气回收

煤气必须要净化，它从炉内出来时的含尘量有10克左右，到用户只到10毫克左右，必须要把尘去掉。目前除尘有两大类方法，一类是湿法，一类是干法。不管是显法还是干法，都要先经过重力除尘器把大颗粒尘除掉。港陆事故情况：炉顶放散正常情况下，炉顶压力是0.6公斤左右，事故时是1.2公斤，而放散阀的配重超过设计20%，放散阀没有动作，重力除尘器放散阀配重多加了超过正常的73.5公斤，超设计20%，也没有动作，压力通过顶部的防爆板（规程没有要求设置）泄漏，除尘器离厂房高度和直线距离为9米多（都不够），煤气扩散到出铁厂。出铁厂正出铁，有烟雾、水气，掩盖了飘过来的煤气，导致现场人员中毒。

高炉湿法除尘防止排污系统冒煤气，循环水系统带煤气，净化水池（如果是管道，水位高时压力可封住煤气，当清洗水池时人员就会中毒）。2006年6月11日，齐钢清洗水池时就发生了事故、地沟就会串入煤气。

高炉干法除尘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，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。

2.转炉煤气回收

转炉煤气回收有两种工艺，一种叫OG法（如下图），是一种湿法除尘，也就是双文法（两级文氏管）。文氏管是一种变径管，当煤气通过变径管时，由小口径通过大口径时，压力能变为动能，速度会增加，两边有水喷淋，汽水雾把尘粒粘住了。一级文氏管是一种液流文氏管，液流起泄爆作用，同时液流可灭煤气带来的火星。二级文氏管是一种可调口径文氏管，调节口径，可控制炉口的微正压（5毫米水柱）。烟罩提升时，叫烟气净化，净化的烟气通过三通阀打向烟窗。

从安全考虑，转炉（系统）煤气间歇式回收，保持系统惰性（不回收也要充氮气保持系统压力，防止煤气倒罐，所以有一个水封逆止阀）。*、二级文氏管都在转炉平台以上，检查时看不到，只能看风机房、后面的三通阀、水封阀、放散管，可检查放散管高度是否符合要求，煤气点燃了没有，因为煤气毒性很大，所以放散管必须高于30，有的厂现在高于60。必须防雷，下面要接地，水封、防止封隔断时有没有液流。

    转炉煤气回收流程（OG法）

另外一种方法，LT法是转炉净化的方向，是电除尘。煤气通过烟罩、蒸发冷却器（水蒸气和水喷进去，降煤气的温度），通过电除尘器（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，再送到煤气柜。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%。下图系统中装有氧含量激光分析仪。

另外，煤气冷却器的冷却水要保持高低位报警。

转炉煤气回收流程（LT法）

3.焦炉煤气回收

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度左右，通过鼓风机输送到后面工艺。鼓风机前叫负压系统，鼓风机后叫正压系统。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，再把温度进一步冷却（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加500毫米水柱。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。

（三）净化回收设备的安全

1）            净化回收设备之间与管网要可靠隔断（因为净化回收设备要经常检修，要与系统脱离）；

2）            重力除尘器zui高点应设放散阀；

3）            布袋除尘器应设有煤气高、低温报警和低压报警装置，各箱体应设泄爆装置（滤代耐温一般280度以下）；

4）           电除尘器应设氧含量超标断电控制；

5）          湿法洗涤塔（包括比肖夫）污水排出管要保持水封有效高度；

6）            高炉煤气TRT入口管道上还应设有紧急切断阀（一旦煤气压力供应紧急切断），应设有可靠、严密的轴封装置。

（四）管网输送安全

煤气管网分布区域广、危险源点多。

1）             煤气管道应采取消除静电和防雷的措施；

2）             高炉煤气和转炉煤气等管道不应埋地敷设（含煤气10%以上的管道不应埋地敷设，因埋地腐蚀后，渗出的气沿地逢串，串到休息室、值班室导致事故。城市用气含煤气小10%），煤气管道不应穿过不使用煤气的建构筑物；

3）             在已敷设的煤气管道下面，不得修建无关的建筑物和存放易燃、易爆物品；

4）            架空管道要防止高温热源辐射（钢水及车辆通过或停于下方是不允许的）；

5）            煤气管道的架设要防止被车辆碰撞（高度一般不低于5米）；煤气输送防止压力波动，安全运行压力不低于500Pa（规范没有定，是建议值，普遍采用，低了通蒸气、氮气保压）；

6）             煤气管道要防止地基沉陷、应力拉伸。

（五）隔断装置

  隔断装置失效是煤气事故的主要因素。

1）           可靠隔断装置有插板、盲板；

2）            视为可靠的隔断形式有：阀门+水封、闸阀（密封蝶阀）+眼镜阀（扇形阀）；

3）            阀门应有开度及方向的标志；

4）           水封要保持水封高度和溢流现象。寒冷地区应采取防冻措施（通蒸气保温）。

煤气设备与管道附属装置——NK球阀

（六）燃烧装置

   爆炸事故的防控重点

1）             炉窑点火必须先点火、后开煤气（先吹一吹，查看煤气开关是否处于关闭位置）；

2）             煤气燃烧要防止回火、吹脱（对压力有要求，还要求管道上有紧急切断阀，当压力低它就会关闭）；

3）             煤气管上应装逆止装置或紧急切断阀、在空气管道上应设泄爆膜；

4）             煤气、空气管道应安装低压警报装置；

5）             煤气烧嘴应有火焰监测装置（火灭时将信号传给继电器，关闭阀门）。

煤气燃烧器要有常明火（小火），

（七）放散装置

 防止人为中毒事故，一种方式是人工吹扫，通过放散管将其引走。吹刷煤气放散管必须安设在煤气设备和管道的zui高处；或煤气管道以及卧式设备的末端；放散管口必须高出煤气管道、设备和走台4m，离地面不小于10m。

调压煤气放散管管口高度应高出周围建筑物，一般距离地面不小于30m，所放散的煤气必须点燃，并有灭火设施。

（八）排水器

排水器是事故常发部位。

有人值守的值班室、操作室等不应设在排水器旁，排水器应有明显的警告标志；

       排水器的满流管口应保持溢流。

（九）煤气柜

煤气柜是重大危险源（临界量5吨）。

1）             煤气柜不应建设在居民稠密区;

2）             煤气柜周围应设有围墙（隔绝）、消防车道和消防设施，柜顶应设防雷装置；

3）            煤气柜上应有容积指示装置，柜位达到上*应关闭煤气入口阀，并设有放散设施，还应有煤气柜位降到下*，自动停止向外输出煤气或自动充压的装置。煤气柜应设操作室，室内设有压力计、流量计、高度指示计，容积上、下限声光讯号装置和。（要防止干扰信号，重钢2006年11月3日，电焊机地线搭接在进口不到二十米的地方，产生干扰信号，造成放散被误打开，紧急疏散900多人，75分钟。）

（十）煤气加压站与混合站

重点监控、关键部位（焦炉煤气鼓风机—加压机房被视为心脏，是易爆场所，照明灯具、开关、布线必须防爆，门窗要向外开，门窗面积不能小于容积的十分之一，平时和事故状态下都要有通风等）。

1）             站房内宜设有一氧化碳监测装置，并把信号传送到管理室内；

2）             站房内应有通风换气装置；

3）             煤气加压机械应有两路电源供电；

4）            煤气加压机、抽气机的排水器应按机组各自配置；

5）             每台煤气加压机、抽气机前后应设可靠的隔断装置（1987年6月30日，马钢转炉6万立方气柜加压机仅靠一个水封隔断，炉气串入值班室，站房的监测装置失效，4人听到煤气冲破水封的声音，没有意识到是煤气泄漏而去检查，中毒死亡）。

（十一）其他附属装置

     一些附属装置容易成为安全盲点，如：

l        蒸汽管、氮气管（伴随煤气管）；停用时必须与煤气设施断开或堵盲板（防止断气时，阀门关闭不可靠，煤气沿蒸汽管串入澡堂、食堂、办公楼，历*发生多次此类事故。）；

l        补偿器：宜选用耐腐蚀材料制造；厂房内不得使用带填料的补偿器；

l        泄爆阀不应正对建筑物的门窗和走道；

l         管道标志（要有介质、流向标志，煤气为灰色，管道还要有标高）和警示牌（所有的水封都要挂煤气危险的警示牌，防过路人在此处停靠、休息）；

l       煤气设施的人孔、阀门、仪表等经常有人操作的部位，均应设置固定平台。

四、冶金煤气安全管理要务

（一）在煤气使用单位较多的企业中，应设煤气调度室（生产、使用是波动的，还要停修，发生煤气事故在紧急调度关闭，所以应设煤气防护站，并半军事化管理，设施按标准设置，并经常作应急演习）。

    （二）钢铁企业应设煤气防护站或煤气防护组，按计划定期进行各种事故抢救演习。

    （三）煤气设施应明确划分管理区域，明确责任（哪个阀门该谁管都要明确），建立严格的制度。

    （四）煤气管网、设施应建立技术档案（如管网的走向、大中修记录、设计图纸、俊交工资料等等）。

（五）煤气危险区的一氧化碳浓度应定期测定，在关键部位应设置固定的一氧化碳监测装置。作业环境一氧化碳zui高允许浓度为30mg/m3（24ppm）（8小时允许浓度，高了时间要缩短工作时间，有一个一氧化碳在身体内积累的问题）。

    （六）应对煤气工作人员进行安全技术培训，经考试合格的人员才准上岗作业。

    （七）有条件的企业应设高压氧仓，对煤气中毒者进行抢救和治疗。

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    西安聚能仪器有限公司主要研发、生产、销售各种在线和便携式氧分析仪、露点仪、氢气分析仪、红外线分析仪、报警仪等。还有各行业应用到的气体分析系统如：焦炉煤气氧分析系统、水泥窑气体分析仪、电石炉尾气分析系统、高炉喷煤分析系统、半水煤气分析系统、合成氨气体分析系统、石油化工分析系统等。

：仝西战 

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