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煤气安全知识

煤气安全知识

山西省安全专家卢水龙

第一章煤气

第一节煤气来源

目前本地方所用的煤气多属于焦化生产过程中所产生的煤气，注：

叫做焦炉煤气，也称焦炉气。

它属于炼焦生产过程中煤在高温状态下熔融后所产生的一种物质（混合煤气）。

煤气属于化学危险品的第五类（易燃易爆类）。

所谓易燃易爆化学物品，系指国家标准GB12268—90《危险货物品名表》中以燃烧、爆炸为主要特性的压缩气体、液化气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物以及毒害品、腐蚀品中部分易燃易爆化学物品。

例如：

焦炉煤气、液化石油气、硝化甘油、火箭燃料、三硝基甲苯（TNT炸药）、三乙基铝、过氧化氢等。

一般认为，只要同时满足了以下三个特征，即为危险品。

1.具有爆炸性、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质；

2.在生产、运输、使用、储存和回收过程中易造成人员伤亡和财产损毁；

3.需要特别防护的。

如果此类危险品为化学品，那么它就是危险化学品（煤气当然满足了）。

根据《危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法》（国家安监局令10号），危险化学品生产企业是指依法设立且取得企业法人营业执照的，从事危险化学品生产经营的企业，包括最终产品或中间产品列入《危险化学品名录》的危险化学品的生产使用经营企业。

危险化学品在生产使用经营过程中的危险性比较大，易发生事故，但不一定属于危险化学品都发生事故。

所以我们国家早在2000年制定颁布（GB18218—2009）《重大危险源辨识》，在2009年3月1日修定为标准《危险化学品重大危险源辨识》，于2009年12月1日起实施，本标准代替GB18218—2000《重大危险源辨识》。

对从事生产经营储存危险化学品的危险源程度进行辨识，是否构成重大危险源。

危险化学品重大危险源是指长期地或临时地生产、加工、使用及储存危险化学品，且危险化学品的数量等于或者超过临界量的单元。

《安全生产法》解释为：

重大危险源是指长期地或者临时地生产、搬运、使用或者储存危险物品，且危险物品的数量等于或者超过临界量的单元（包括场所和设施）。

《安全生产法》第33条规定：

生产经营单位对重大危险源应当登记建档，进行定期检测、评估、监控，并制定应急预案，告知从业人员和相关人员在紧急情况下应当采取的应急措施。

生产经营单位应当按照国家有关规定将本单位重大危险源及有关安全措施、应急措施报有关地方人民政府负责安全生产监督管理的部门和有关部门备案。

按照焦炉煤气组分、煤气温度、煤气压力，通过仅有的几个数据计算焦炉煤气的密度可知为：

0.4—0.5kg/Nm3（标准煤气）。

根据《危险化学品名录》和《危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法》（国家安监局令10号），把煤气的临界量界定为20T，依照国家标准《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218—2009）中进行辨识结果表明，一般60万吨焦炉都不构成重大危险源（指没有煤气存储企业）。

标准中对一氧化碳、氢气、甲烷贮存区临界量分别为5t、10t、10t。

反过来说，焦炉煤气不构成重大危险源，但它有相应的危险性，故属于危险源。

因为《危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法》（国家安监局令10号），把从事危险化学品生产的企业，包括最终产品或中间产品列入《危险化学品名录》的危险化学品的生产企业。

已经把焦炉煤气列入化学危险品的第五类（易燃易爆类），属于易燃易爆化学物品。

第二节煤气性质

焦炉煤气煤气成分

焦炉煤气主要成分为氢气（55%～60%）；

甲烷（23%～27%）；

一氧化碳（5%～8%）；

不饱和烃（2%～4%）；

二氧化碳（1.5%～3%）；

氧气（0.3%～0.8%）；

氮气（3%～7%）。

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，在生产焦炭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（气），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%）、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、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（燃气），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。

（1MJ=1000kj=1000/4.2大卡=1000000/4.2卡）

焦炉气为有毒和易爆性气体，空气中的爆炸极限为6%～30%。

焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成，分别占56%和27%，并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气和其他烃类；其低发热值为18250kJ/Nm3，密度为0.4～0.5kg/Nm3，运动粘度为25×10`（-6）m2/s。

根据焦炉本体和鼓冷系统流程图,从焦炉出来的荒煤气进入之前,已被大量冷凝成液体,同时,煤气中夹带的煤尘、焦粉也被捕集下来，煤气中的水溶性的成分也溶入氨水中。

焦油、氨水以及粉尘和焦油渣一起流入机械化焦油氨水分离池。

分离后氨水循环使用，焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中炼焦煤气进入初冷器被直接冷却或间接冷却至常温，此时，残留在煤气中的水分和焦油被进一步除去。

出初冷器后的煤气经机械捕焦油使悬浮在煤气中的焦油雾通过机械的方法除去，然后进入鼓风机被升压至19600帕（2000毫米水柱）左右。

为了不影响以后的煤气精制的操作，例如硫铵带色、脱硫液老化等，使煤气通过电捕焦油器除去残余的焦油雾。

为了防止萘在温度低时从煤气中结晶析出，煤气进入脱硫塔前设洗萘塔用于洗油吸收萘。

在脱硫塔内用脱硫剂吸收煤气中的硫化氢,与此同时，煤气中的氰化氢也被吸收了。

煤气中的氨则在吸氨塔内被水或水溶液吸收产生液氨或硫铵。

煤气经过吸氨塔时，由于硫酸吸收氨的反应是放热反应，煤气的温度升高，为不影响粗苯回收的操作，煤气经终冷塔降温后进入洗苯塔内，用洗油吸收煤气中的苯、甲苯、二甲苯以及环戊二烯等低沸点的炭化氢化合物和苯乙烯、萘古马隆等高沸点的物质，与此同时，有机硫化物也被除去了。

焦炉煤气有哪些特点：

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0.45～0.50Kg/Nm3。

一般常用大卡单位计算，焦炉的是4000大卡每立方，高炉煤气是800大卡，转炉煤气是1600大卡，这么记就行了，成分主要氢气和一氧化碳，还有些硫化氢、苯、氨、氰化氢、焦油等等物质。

焦炉煤气属易燃易爆的危险化学品，主要爆炸因素和条件有三点：

一是煤气中混入空气，或空气中混入煤气，达到爆炸范围，焦炉煤气的爆炸极限混合比为6%～30%；它的混合物质就是煤气和空气两种。

二是要有明火、电火或达到煤气着火点以上的温度，爆炸温度：

焦炉煤气基本在600℃。

它的主要因素之一可以说也取决温度。

三是空间，混合煤气和火源、温度得在一定的有限空间范围内和受限空间内。

只有这三个条件同时具备，才能够发生煤气爆炸。

也就是说煤气爆炸的条件就是：

在一定的空间范围内有煤气+空气+明火（温度）=爆炸。

焦炉煤气的主要特点：

1.焦炉煤气发热值高达17564～18819KJ／ｍ3，煤气热值波动小，便于调节操作，与低热值的煤气相比，消耗煤气量少，且废气量也少。

2.焦炉煤气含氢多，达54～59%，不可燃成份少，燃烧速度快，火焰较短，热量大；

3.焦炉煤气含碳氢化合物多，高温时能分解成石墨，易在烧嘴上挂结，影响燃烧效果；

4.焦炉煤气与空气混合到一定比例时，可形成爆炸性气体。

遇火就爆炸。

引起爆炸的成份范围：

5～30%；

5.焦炉煤气较脏时，煤气管道、管件易被焦油、萘堵塞，煤气中的冷凝液还会腐蚀管道和管材，增大操作和检修的难度，其中包括流量受阻。

第三节煤气用途

焦炉煤气是炼焦过程中的一种副产品，在我们国家的很早炼焦中就把大量的焦炉煤气予以浪费。

如最初的土炼焦到平乡炉都没有焦油和煤气回收，就谈不到什么化学产品回收（山西安泽县的无回收焦炉）。

后来的红旗三号、66型、70型等焦炉才陆续开始回收部分化学产品，其中包括焦油与煤气回收利用。

目前由于国家产能优化、产品升级换代，再加上炼焦业的发展以及循环经济的再利用，所有4.5米以上的焦炉不只是单一炼焦，基本上可以说全部配套化学产品回收部分，有的回收几种，有的几十种。

特别是在焦炉煤气方面变废为宝成为二次能源，用途十分广泛。

它既能作为焦炉加热用煤气，又是工矿企业各种工业炉窑加热的燃料（燃气），也是提供给千家万户城市居民生活用燃料气（目前部分农村有使用）。

焦炉煤气的用途比较广泛，有生产气变油、生产甲醇、顺酐、合成氨、尿素等等，目前咱们国家已经有128种焦炉煤气产品，德国等一些发达国家已经到了262种（不计算燃气），就咱们地方的各种工业用燃气有是用焦炉煤气为主要气源，也有十多种化工产品（如：

煤焦油、粗苯等）。

在是工业生产用气，如生产耐火材料、建筑材料、装饰材料等等，还有烘干、烧成等等。

就地方来说；比如水泥厂、耐火材料厂、高钙灰厂、钢铁生产、化学工业，其中包括众用和民用，如学校、饭店和居民生活用气。

第四节煤气危害

焦炉煤气有毒、有害，易于空气形成爆炸性混合物，构成惰性气体，它的爆炸性强、易燃烧、易中毒、高腐蚀、有放射性，在生产使用过程中易发生安全生产事故和人身伤害事故。

就焦化生产、钢铁企业来说，事故主要发生在煤气的生产和使用系统，据不完全统计，企业每年发生的人员伤害、生产事故中煤气作业人员占到相应的比率。

如某企业（钢铁）按工伤事故类型，主要是灼烫（25%）、机具（16.9%）、车辆（15%）、中毒（31%）和物击（12.1%）五类。

焦炉煤气往往对工矿企业造成的事故，产生恶性伤亡事故主要是爆炸和煤气中毒两大类。

煤气爆炸事故的破坏性极大，工作中的粗心大意和不慎都会引起煤气爆炸事故的发生。

为此，操作人员都应懂得煤气的特性，懂得预防、处理煤气事故的安全常识，知道焦炉煤气爆炸下限低和爆炸危险性。

焦炉煤气爆炸主要是生产设备的损坏，且极易造成重大人身伤亡。

煤气爆炸事故主要是大量泄漏到一定的空间内时于空气混合比例达到6—30%，如遇到明火而引起的爆炸，煤气爆炸的冲击力和冲击波都是比较大，发生事故后损失是较为严重。

焦炉煤气（一氧化碳）是一种毒性很大的气体，是一种无色、无味、无臭气体（指净化后焦炉煤气，未净化的焦炉煤气是一种毒性很大的气体，呈淡黄色状、有微臭味气体），其密度比空气略重。

空气中含有0.06%时即有害于人体，含0.2%时可使人失去知觉，含0.4%时致人死亡。

空气中答到的一氧化碳浓度为0.02克/立方。

由于一氧化碳的存在，使煤气具有很强的毒性。

在实际使用中发生煤气泄漏，如煤气泄漏区域透风不好、通风不良，就会在设备下部或密闭空间内聚积；工作职员在巡检期间不正确的使用或不按规定佩戴防护用品，将会使人缺氧、窒息，甚至死亡，给人民生命财产带来不可估量的损失。

因此在生产使用过程中应特别注意防止煤气中毒事件的发生。

第二章煤气事故

第一节煤气中毒

煤气中毒主要指一氧化碳中毒、管道煤气中毒，多见于冬天用煤炉取暖，门窗紧闭，排烟不良时，后者常见于燃烧系统漏泄或煤气管道漏