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主要性质

爆炸极限

（%）

着火温度

（℃）

热值

（KJ/m3）

理论燃烧温度

比重

剧毒、易燃、易爆、无色、无味

46-68

730

3349-4187

1500

0.9-1.1

有毒、易燃、易爆、无色、有味

5.6-30.4

550-650

16800-18900

2150

0.3623

20.3-71.5

530

6800-10000

1.04

高炉煤气特点表现在以下三方面：

1、含有CO等可燃物质，有剧毒却无色无味，比重接近空气比重；

2、热值较低、燃烧温度也低，爆炸下限较高；

3、煤气中含有大量水份（一般为50-80g/m3），水份能降低煤气热值，在流速较快的情况下进入燃烧室还可引发爆炸事故。

焦炉煤气特点表现在以下三方面：

1、含CO有毒，还含有氨和苯等有毒气体，但有焦油味，比重较轻；

2、易燃易爆，爆炸下限极低，一旦泄漏与空气中的O2混合极易形成爆炸性混合气体；

3、热值高，由于煤气中H2、CH4和CmHn的含量之和高达80.2%-88.6%，因此有很高的热值。

转炉煤气特点表现在以下三方面：

1、CO含量较高，剧毒；

2、无色无味；

3、比重略重于空气比重，泄漏后不易上升扩散而附着在地表。

第三节煤气的危害

一、中毒

煤气中的CO成份，是造成人身煤气中毒的根本性成份。

基本概念是：

煤气中毒＝一氧化碳中毒

CO气体对人体的危害属于血液窒息性气体，少量的CO气体存在被人体吸入，便可对人体各组织器官造成损害，而煤气中的CO含量都比较高，大大超出了人体的所能承受的极限。

二、着火和爆炸

煤气是由一些单一气体混合而成，分为可燃气体、不可燃气体和助燃气体三部分。

成份分别是：

可燃气体成份：

CO、H2、CH4、CmHn

不可燃气体成份：

CO2、N2

助燃气体成份：

煤气中可燃气体成份是形成煤气着火和爆炸的成份，可燃气体成份一旦与空气中的氧混合达到一定比例时，在无限空间遇火源可发生着火事故，在局限空间内遇火源可发生爆炸事故。

三、腐蚀和磨损

1、腐蚀

煤气中的硫化氢（H2S）、二氧化碳（CO2）及氧气（O2），是煤气设备设施产生腐蚀性的主要成份。

因为H2S、CO2在水中呈酸性，O2在水中则具有氧化性腐蚀，所以降低煤气中的水份，是减轻煤气对设备管道腐蚀的基本方法。

2、磨损

煤气中的含尘量在荒煤气时较高，干式除尘后的含尘量也在10%-15%以上，在流速的驱动下，能对设备和管道的拐弯部位和煤气流动易产生摩擦的部位造成磨损，使壁厚变薄甚至出现孔洞，煤气外泄。

设计上的合理性是减轻煤气磨损的根本方法。

第二章煤气常用的计算及概念

第一节煤气浓度的表示方法及相互换算

一、煤气浓度的表示方法

1、重量、体积混合表示法。

用每立方米空气中含有煤气的毫克数表示。

符号：

mg/m3

2、体积表示法。

用每立方米空气中含有煤气的毫升数表示。

因为一立方米等于一百万毫升，故常用百万分数表示。

ppm

二、相互换算

1、mg/m3与ppm的相互换算。

可通过摩尔体积和一氧化碳的分子量进行换算。

换算公式：

mg/m3＝M×

PPm或PPm＝mg/m3×

22.4

22.4M

式中：

M——一氧化碳的分子量，M=28

22.4——分子摩尔体积

计算要快捷，可用比值的方法进行计算。

比值为：

1:

0.8mg/m3=1PPm=0.8

2、体积百分数与mg/m3的换算。

mg/m3＝C×

28×

10×

103或C＝M×

22.4×

﹪

22.428×

10×

103

式中：

C=气体百分比浓度（当0.01%时，只取0.01）；

M=mg/m3；

28=一氧化碳分子量；

22.4=分子摩尔体积；

10=常数。

3、体积百分数与ppm的换算。

ppm＝C×

106或C＝ppm×

100×

106

C——体积百分数。

4、不同单位表示同一数值的对照：

30mg/m3=24ppm=0.0024%

三、煤气卫生标准

•一氧化碳CO最高容许浓度30mg/m3

•甲烷CH4空气中浓度才有毒25-30%

•硫化氢H2S最高容许浓度10mg/m3

•苯C6H6（皮）最高容许浓度40mg/m3

•二氧化碳CO2空气中浓度有危险1.25%

•氧气O2空气中浓度不低于18%

第二节煤气安全常用的符号和名词解释

一、符号

1、气体类

一氧化碳：

CO二氧化碳：

CO2氢气：

H2氮气：

氧气：

O2甲烷：

CH4碳氢化合物：

CmHn硫化氢：

H2S

氨：

NH3苯：

C6H6

2、单位类

重量、体积混合表示法：

mg/m3体积表示法：

ppm

体积百分数表示法：

﹪速度：

m/s温度（摄氏度）：

℃

压力表示法：

①工程上一般用公斤力来表示压力，通常简称为公斤：

1kgf（1kg）

②帕：

Pa③千帕：

kPa④兆帕：

MPa

换算关系如下：

1kgf（1kg）＝100000Pa＝100kPa＝0．1MPa

二、名词解释

1、名称类

煤气：

泛指一般的可燃气体。

通常指由固体燃料（或重油）经干馏、气化或其它方法所获得的气体产物，主要成份为可燃气体。

燃气：

可燃气体的概称。

也可指燃料燃烧后的高温气体。

温度：

温标上的标度，表示物体冷热程度的物理量。

物体温度的升高或降低，标志着物体内部分子热运动平均动能的增加或减少。

压力：

也称压强。

单位面积上受到的垂直作用力，称为压力。

气体的压力是分子紊乱运动对器壁频繁撞击的结果，其法定计量单位为帕[斯卡]（Pa）。

表压力：

以大气压力为基准算起的压力称表压力（表压），又称相对压力、计算压力。

压力计测得的压力值一般是表压力。

比重：

煤气的质量与同等体积空气的质量之比。

这时“比重”没有量纲，因而没有单位。

介质：

即媒介。

物体系统在其间存在或物理过程（如力和能量的传递）在其间进行的物质。

介质也可泛指一般物质。

强度试验：

为鉴定计算压力≥0.1MPa的煤气管道和设施在工作压力下能否产生不正常位移、变形、倒塌，以确保投运时的安全，需要在气密性试验前做强度试验。

气密性试验：

为确保煤气管道和实施有较高的密封性，需要在投运前按照国标《工业企业煤气安全规程》的规定，对煤气管道和设施做气密性试验。

要求气密性试验的压力不应高于强度试验压力。

可靠隔断装置：

凡在系统无异常状况下，处于关闭、封止状态，其承受介质压力在设计允许范围，具有煤气不泄漏到隔断区域功能的装置称为“煤气可靠隔断装置”。

目前，煤气可靠隔断装置只有（5种）：

1、插板（预压式插板、叶形插板）；

2、蝶阀或闸阀加水封；

3、密封蝶阀或闸阀加眼睛阀；

4、盲板。

5、双板切断阀（平行双闸板切断阀、NK阀）。

可靠接地：

为防止煤气管道及其它设施因雷击、带电产生火花导致煤气着火和爆炸事故，必须可靠接地。

对地电阻不得超过10Ω，煤气管道在300m范围内至少设置一处接地装置。

水封击穿：

当煤气压力超过排水器或水封器的有效高度（实际水封液面高度）时，水封作用失效，煤气冒出水封液面外泄，或进入被封止区域的现象。

煤气排水器（也称冷凝水排水器）：

由于煤气一般都处于水气饱和或含湿较高的状况下输送，且因管壁散热使温度渐降，部分水气凝结成水，并有酚、氰、萘、焦油、尘粒等随水沉降，如不排除，将使管道载荷过重而坍塌、折断，造成严重事故。

因此必须设置冷凝水排水器，并使其始终处于有效排放状况，同时又要能有效地封住煤气，防止煤气外泄或水封被击穿。

煤气排水器分为单式和复式两种。

水封有效高度：

水封的有效高度为煤气计算压力至少加500mm，并应定期检查水封高度。

2、现象类

导热：

是由物体内部分子和原子的微观运动所引起的一种热量转移方式。

如热量从固体的高温部分传送到低温部分。

导热在固体、液体和气体中都能发生。

自燃：

可燃物质不依靠外部提供的点火能量，自行氧化发热直至燃烧的现象。

如含有焦炉煤气的设施内腐蚀沉积物自燃现象，主要是硫化氢与钢材起腐蚀作用，产生含有活性硫化铁的棕褐色海绵状物质氧化发热所致。

扩散：

由于微粒（分子、原子等）的热运动而产生的物质转移现象即为扩散，可由一种或多种物质在气、液或固相的同一相内或不同相内进行。

它主要由于浓度差或温度差所引起，而以前者为较常见。

一般从浓度较高的区域向较低的区域迁移，直到相内各部分的浓度达到均匀或两相间的浓度达到平衡为止。

扩散速度在气体中最大，液体中次之，固体中最小。

脱火和吹熄：

在煤气燃烧过程中，如果煤气流速超过火焰传播速度，就会发生火焰脱离烧嘴燃烧的现象。

如果煤气流速进一步加大，则会发生火焰被吹熄的现象。

回火：

煤气出口流速小于火焰传播速度，火焰就会回窜入出口内，造成煤气回火爆炸事故。

第三章煤气中毒及预防和处置

第一节煤气中毒概述

我们通常所说的煤气中毒，实质指的是煤气中的CO中毒。

因为煤气中的CO含量较高，而人体对CO的承受能力却极低，依据卫生标准，空气中煤气的容许浓度仅为30mg/m3=24ppm=0.0024%，尽管焦炉煤气中CO含量相对要低，但也在5%-8%，是卫生标准的千倍以上。

一、CO中毒机理

1、途径

CO通过呼吸道进入人体内，吸入肺胞后，进行气体交换进入血液循环，与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白（HbCO）。

血红蛋白所能结合的CO数量，与它所能结合的氧（O2）数量相同，结合的部位亦相同，而且HbCO也与氧合血红蛋白（HbO2）一样是可以解离的化合物。

当停止吸入CO，即肺胞气中的CO分压小于血液中的CO分压时，HbCO中的CO与血红蛋白解离，从血中逸出，随呼气排除体外。

2、致毒机理

CO是血液窒息性气体，其原因是：

（1）CO的毒性作用是引起肌体组织的缺氧。

CO对血红蛋白的亲和力远远大于O2对血红蛋白的亲和力，两者相差约240倍。

CO能将HbO2中的O2排挤出去，自身与之结合，因此即使吸入空气中存在的少量CO，也能形成大量HbCO而造成全身性缺氧。

例如空气中正常的含氧量为20.9%，当CO在吸入气中的浓度为正常空气含氧量的240分之一时（约为0.08%），就可生成与HbO2相等的HbCO（即占血红蛋白总数的一半），使全身一半的血液丧失了携氧功能。

可见毒性之大。

（2）HbCO虽然可以解离，但解离的速度较慢，相当于HbO2解离速度的1/3600左右，因此，一旦吸入CO后，其毒性作用持续的时间较长。

当停止吸入CO后，吸入正常的空气，其血液循环中的HbCO减少一半所需时间约为320分钟（5小时20分钟），全部解离需一昼夜。

如吸入O2可加快解离时间，排除一半吸入CO的时间减为80分钟，数小时内可全部解离。

（3）HbCO不仅自身失去携氧功能，而且还可阻碍HbO2的解离，使其虽然携带氧，但不能释出供组织器官利用，从而更加重组织缺氧。

（4）高浓度短时间大量吸入CO，可对细胞呼吸产生抑制作用。

由于CO对二价铁的高度亲和力，也可进入细胞与二价铁的还原型细胞色素氧化酶结合，直接抑制细胞呼吸。

CO还可以与肌体内其他含有二价铁物质结合（如血浆铁蛋白、肌红蛋白等），降低肌肉的储氧量，即使中毒者神志清醒，但全身乏力极为明显（没有自救能力）。

（5）CO中毒受损最严重的是那些对缺氧最敏感的组织（如大脑、心脏、肺及消化系统、肾脏等）。

CO是较容易引起后遗症的一种毒物，多在中毒后1-12日出现症状，并且可持续较长时间（数月或数年）；

严重的器质性损伤，可使后遗症持续终生。

3、血液中HbCO浓度对人体的危害程度

HbCO（%）

中毒症状

0-10

无症状

轻度头痛，皮肤血管扩张

20-30

严重头痛

30-40

剧烈头痛，无力晕眩，恶心呕吐，虚脱

40-50

上述症状加重，更易发生晕厥及虚脱

50-60

昏迷中有惊厥

呼吸和脉搏减弱，常发生死亡

70-80

呼吸和脉搏微弱，易造成死亡

＞80

立即致死

4、人体对CO浓度的耐受程度

种类

CO浓度

耐受程度

Vol%

ppm

人体

0.01

100

可耐受2-3h

0.04-0.05

400-500

在1h内无明显反应

0.06-0.07

600-700

1h后有不适反应

0.1-0.12

1000-1200

1h内有不快感

0.15-0.22

1500-2200

1h内有生命危险

＞0.4

4000

1h内致死

二、煤气中毒分类

煤气中毒的症状与个人的身体素质、空气中CO浓度及吸入CO的时间长短有关。

人在运动和静止两种状态中，呼吸快者中毒较重。

煤气浓度与人体接触时间的关系式：

浓度（T）×

时间（C）＝中毒程度（M）

1、煤气中毒分急性中毒和慢性中毒两种

（1）急性煤气中毒

分为两种情况：

①当空气中含CO浓度较高，人在一个较短的时间内吸入了大量的CO，所表现的中毒症状为急性中毒。

这种中毒患者，虽然是由于肌体组织缺氧而引起，但在外表上却不像一般窒息的病人；

其皮肤、粘膜、手指的颜色不发青紫，而且呈鲜红色；

但往往皮肤上有紫红色的斑点，有时还可能有水泡形成，尤其在手足部位的皮肤上最为多见。

②空气中的CO浓度较低，而人体吸入的时间较长，就可能发生中毒现象。

如轻度的头痛、头晕、眼睛发花、全身无力；

在劳动时感到呼吸急迫短促。

如果继续在这种环境下工作，则头痛、头晕逐渐加重，并且还可能出现耳鸣、心跳加快、恶心、呕吐以至神志不清，最后不省人事；

同时呼吸、心跳变弱乃至停止。

（2）慢性煤气中毒

也分为两种情况：

①中毒者在数天或数星期后才出现症状，如经常性头晕、视力减退、健忘，甚至变成呆痴。

还可能发生肢体麻痹和CO性脑炎，这些症状大多数是可以慢慢恢复，也有极少数不能恢复而引起后遗症。

②长期在含有低浓度CO的空气中进行工作，每天要吸入少量的CO，可能引起慢性中毒。

主要症状为：

贫血、面色苍白、心悸、疲倦无力、消化不良、呼吸表浅、头痛、失眠、记忆力减退等。

三、煤气中毒程度

状态

程度

血液中HbCO

浓度

表现症状

中毒原因

轻度中毒

＜20%

头痛、恶心、全身无力

多为持续吸入低浓度CO而引起

中度中毒

30%-40%

心跳快而弱、呼吸急促、意识混乱、处于昏睡之中

长期停留在低浓度CO环境中或短期吸入较高浓度的CO

严重中毒

＞50%

口唇成桃红或紫色、心跳和呼吸停止、瞳孔放大对光无反应、有的伴有抽搐

CO中毒无人及时发现或中毒后停留在现场时间过长

第二节煤气中毒的预防

一、煤气的检测与监控

1、CO对人体影响概述

①人体CO中毒的轻重，取决于空气中CO浓度高低和接触该浓度的时间长短，同时还取决于劳动强度和个体敏感性等因素。

②空气中CO浓度越高，血液中HbCO的浓度越高；

同样，接触CO的时间越长，血液中HbCO的浓度也越高。

③劳动强度越大，CO中毒越重。

④在高温、高湿、高海拔的情况下，CO毒性有所增强。

⑤当有CO的空气中还存在其它毒物（如苯蒸汽、二氧化硫、硫化氢等）时，毒性有叠加作用。

⑥对CO的敏感性比常人高的有：

儿童、孕妇、心血管病患者、甲状腺亢进者、哮喘病者、贫血和营养不良者、嗜酒者等。

◆为防止CO中毒症状的出现，空气中CO含量必须小于0.01%（100ppm）；

而要避免死亡事故的发生，空气中CO的含量必须小于0.1%（1000ppm）。

2、煤气检测

作业环境煤气的检测，其目的是保障作业人员的人身安全，实质是防患于未然。

（1）检测气体的确定

从预防煤气中毒的角度来说，检测的对象主要是煤气组份中的单一气体（如CO、O2）。

预防煤气中毒检测的对象是煤气中的CO含量；

预防发生窒息性事故检测的对象是O2含量。

（2）正确选择检测方法

①检测手段

◆CO检测报警仪是检测手段的首选，有便携式和固定式两种。

都应是防爆型、数字屏显和声光报警为一体的。

◆气体检测管也能快速测定CO浓度，并且可测定高量程的CO浓度。

◆气体检测管也能快速测定O2浓度，并且可测定高量程的O2浓度。

◆O2检测报警仪是检测缺氧状况的首选仪器，一般选定便携式的，有数字屏显和声光报警。

②检测方法

◇检测仪的使用：

仪器传感器距离人体呼吸入口处（头部）越近越好，以便在煤气泄漏飘逸层次间能及时测到煤气的存在。

应该时刻注意观察仪器显示屏上数字的变化情况，数字飙升时，说明现场煤气浓度较高；

数字缓慢上升时，说明现场煤气浓度较低。

◇现场风向问题：

就某个部位来说，风向可分为上风侧和下风侧，煤气检测时站位应在上风侧。

◇煤气比重问题：

比重小于空气的煤气检测时，应在房间或容器的上中部检测；

比重大于1时，则应在房间或容器的中下部进行检测。

◇容器或沟槽中含氧量的检测必须具有代表性，应在空气不流动或拐弯死角处进行检测。

3、煤气监控

（1）定点监控

定点监控的手段是采用诸如鸽子、固定式（台式或壁挂式）报警仪或者便携式报警仪。

定点监控的目标是单个目标。

由于煤气中毒者会很快丧失自救能力，甚至连打电话告警都不可能，更搞不清煤气泄漏的大致时间和地点。

定点监控也不能及时召唤他人前来救助。

基于这些原因，发展并形成了区域监控技术。

（2）区域监控

对于大型的煤气设备或连成片的煤气工作场所，应建立区域报警系统。

在该系统内，易泄漏煤气的地点安设传感器，用电路与检测报警控制主机相连，可实时观察各监测点传感器的检测数值变化情况，一旦某点的CO浓度超过阈值浓度，即可发出报警信号，还可与执行器件联锁，启动响应的安全设施（如排风扇等）。

4、预防措施

（1）通风置换

通风置换的目的，是将房间或容器内的煤气被新鲜空气所稀释，所替代，促使CO含量降低到国家规定的卫生标准以下。

通风置换的方法有两种：

①自然通风（形成空气对流）的方法。

如室内打开所有门窗，容器内打开空气对流人孔或顶部放散及底部开口。

②机械通风（强制性鼓风或排风）的方法。

机械通风是通风排毒，方法主要有局部排风、局部送风和全面通风换气三种。

其中以局部排风的效果最好，最为常用。

（2）可靠切断煤气来源

可靠切断煤气来源的装置是眼睛阀阀组、水封加蝶阀、盲板或插板，其余为不可靠切断装置。

不可靠切断装置隔断煤气后，极易泄漏煤气，造成作业人员煤气中毒。

（3）煤气检测合格

人员进入煤气设备设施内进行维护或检修前，必须经过煤气检测测定合格后，才能进入。

（4）轮换作业

在实际作业环境中，有时煤气的来源无法控制，只要空气中CO含量不超过200mg/m3（160ppm），就可实行轮换作业的方法。

轮换作业人员离开作业区休息的时间，至少要在两小时以上。

空气中CO含量

持续工作时间不得超过

30mg/m3（24ppm）

可持续工作8小时以上

50mg/m3（40ppm）

60分钟

100mg/m3（80ppm）

30分钟

200mg/m3（160ppm）

15-20分钟

（5）佩戴防毒器具

作业环境空气中CO浓度高于200mg/m3（160ppm），必须佩戴防毒器具，否则就撤离作业现场或不许进入煤气设备设施内。

（6）煤气作业，必须两人以上同行，指定作业监护人。

（7）发现煤气泄漏，必须及时处理，不许过夜处理。

（8）任何人不许乱动煤气设施。

（9）煤气易泄漏处定期测漏，一般用仪器或肥皂水进行测漏。

（10）煤气区域设置醒目的警示标志。

主要是预防闲杂人员误入或停留煤气区域，以免造成煤气中毒。

第三节煤气中毒的处置

一、抢救规定和原则

1、规定

①必须有组织地进行抢救，严禁感情用事。

②抢救前必须有对应的安全措施，反对盲目冒险抢救，以防事故扩大。

③上报中毒事故，通知煤气防护站和医院赶赴事故现场处置，并派专人在路口接迎救护车。

2、原则

①先救抢救者，后救被救者。

▲在抢救过程中，抢救者中毒后，应先将抢救者救出，然后再抢救最初中毒者。

②先抢后救；

先重后轻；

先救命后转送。

▲先将中毒者脱离煤气危险区域，后施行救治；

▲在中毒人数多，救治人员和设备有限的情况下，先救治中毒严重者，后救治中毒轻者；

▲中毒严重者应先就地救治，待恢复知觉后再转送医院。

二、煤气中毒事故现场应急处置步骤：

迅速脱离事故现场——查明中毒程度——实施就地救治——查明事故原因

1、迅速脱离事故现场

△中毒者接触煤气时间的长短，决定着中毒者体内血液中碳氧血红蛋白（HbCO）的浓度多少。

所以必须争分夺秒地抢救中毒者。

△按照抢救原则进行抢救，是保障最终最大救治成活率的关键。

△在室内抢救时：

严禁开关电源；

严禁用明火照亮；

严禁用易产生电火花的工具照明。

立即切断或关闭煤气来源。

迅速打开所有门窗，形成室内空气对流通风。

△在抢救煤气中毒者的过程中，可用抬、抱、拖的方法将其脱离中毒现场，而不能用背背、肩扛的方法进行。

因为挤压中毒者的胸部容易造成其心跳和呼吸的停止。

△脱离事故现场还有一个重要环节是应将中毒者抬至事故现场的上风侧空气新鲜处，使中毒者仰卧；

然后解除阻碍中毒者呼吸的一切衣物（如领扣、腰带、湿衣服等），确保中毒者的呼吸顺畅。

△切记的是：

煤气中毒后不是让其冻一冻和凉一凉就能苏醒过来的，也不是罐些汤水就能苏醒的，而是其血液中碳氧血红蛋白（HbCO）解离的速度和数量决定着中毒者苏醒的迟与早。

所以寒冷的冬季里，应为中毒者进行保暖，防止受冻。

2、查明中毒程度

是指中毒者脱离中毒现场后，应立即逐一对中毒者进行中毒程度的检查。

可运用听、摸和看相结合的检查方法，以中毒者中毒表现症状确定每个中毒者的中毒程度。

煤气中毒程度依次分为三个级别，救治方法如下表所示：

煤气