一文讓你了解焦爐、高爐、轉爐煤氣的區別與回收利用的安全重點

煉焦、煉鐵、煉鋼過程中煤氣的發生量很大——焦爐煤氣：500m3-600m3/t；高爐煤氣：1000m3-1400m3/t；轉爐煤氣：50m3-100m3/t，三者特性如下：

凈化后的焦爐煤氣是無色、有臭味、有毒的易燃易爆氣體，比重0.3623，熱值16800-18900kJj/m3，著火溫度550-650℃，爆炸極限4.5%-35.8%，理論燃燒溫度2150℃左右。焦爐煤氣主要由H2和CH4構成，分別占56%和27%，并有少量CO、CO2、N2、O2和其他烴類。雖然焦爐煤氣中的CO含量較高爐煤氣少，但也會造成中毒事故。

高爐煤氣是無色、無味、有毒的易燃易爆氣體，比重0.9-1.1，熱值3349-4187kJ/m3，理論燃燒溫度1500℃左右，著火溫度730℃左右，爆炸極限30.8%-89.5%，含N2和CO2之和近70%，會致人喘息（因氧含量很低）和窒息。

高爐煤氣為煉鐵過程中產生的副產品，主要成分為CO、CO2、N2、H2、CH4等，其中可燃成分CO含量約占25%左右，H2、CH4的含量很少，CO2、N2的含量分別占15%、55 %。它是一種低熱值氣體燃料，可以用于冶金企業的自用燃氣，如加熱熱軋的鋼錠、預熱鋼水包等；也可以供給民用；如果能夠加入焦爐煤氣，就叫做“混和煤氣”，這樣就提高了熱值。

轉爐煤氣的成分，在吹煉周期內，不同時期有所不同，而且與回收設備及回時的操作條件有關。轉爐煤氣是無色、無味、有毒的易燃易爆氣體，熱值 6800-10000kJ/m3，著火溫度530℃，爆炸極限18.2%-83.2%。轉爐煤氣的理論燃燒溫度比高爐煤氣高，但轉爐煤氣CO含量最高，占60-70%，毒性相對最大，在儲存、運輸、使用過程中必須嚴防泄漏。

轉爐煉鋼過程中，鐵水中的碳在高溫下和吹入的O2生成CO和少量CO2的混合氣體。回收的頂吹氧轉爐爐氣含CO為60-80%，CO2為15-20%，以及N2、H2和微量氧。轉爐煤氣的發生量在一個冶煉過程中并不均衡，成分也有變化，轉爐煤氣是鋼鐵企業內部中等熱值的氣體燃料，可以單獨作為工業窯爐的燃料使用，也可和焦爐煤氣、高爐煤氣、發生爐煤氣配合成各種不同熱值的混合煤氣使用。

焦爐煤氣的發生機理與高爐煤氣、轉爐煤氣不一樣，它是物理作用，是煤在炭化室內（兩側是燃燒室）隔絕空氣的情況下加熱，經干餾，使煤含有的一些有機物質蒸發出來，即為焦爐煤氣，通過上升管、集氣管（有調壓系統、煤氣放散系統），又引入下方作為加熱燃料。因此，焦爐煤氣安全主要有以下兩個重點區域：

（1）焦爐地下室煤氣危險區，要監測濃度，易爆區，不能動火作業。

（2）焦爐爐頂煤氣危險區，主要含裝煤孔作業，上升管不能堵塞，集氣管壓力不能太大，也不能太小。

回收安全重點：

焦爐煤氣回收的物質是沒有燃燒過的有機物質，價值很高，比煤氣的價值還高。所以焦爐煤氣回收有凈化回收車間、苯精制等后續工藝。從集氣管收集起來的粗煤氣要初冷，把溫度保持在28℃左右，通過鼓風機輸送到后面工藝。鼓風機前是負壓系統，鼓風機后是正壓系統。通過電捕焦油器（類似電除塵）除焦油，再脫炭、脫硫、脫氰，回收氨，再把溫度進一步降低（脫硫時溫度上升了），再用洗油洗煤氣，回收里面的苯。此時煤氣凈化過程基本完成了。

凈化過程中有許多塔，如反應塔、洗滌塔，脫硫塔、洗苯塔，也涉及到很多介質，如水、洗油等等。介質有一個排放的問題，有一個水封、油封的高度問題，一定要保持工作壓力在500mm水柱以上。還有一個就是含氧量的控制，電捕焦油是高壓的電場，氧含量高會產生爆炸。

高爐煤氣是焦炭和鐵礦石在爐內起化學反應產生的。焦炭主要是還原劑，焦炭和鐵礦石從爐頂逐步往下走，焦炭走到風口與被補進去的熱風一起燃燒，生成CO2，CO2再往上走碰到落下來的焦炭生成CO，CO碰到鐵礦石，將Fe2O3逐步變成Fe3O4、FeO，即鐵水。

CO不斷生產，并聚集在爐的項部，通過爐子的上升管把煤氣引出，這就是煉鋼的副主品。高爐涉及到的安全問題主要是爐內煤氣不能隨便跑出來，煤氣有幾個地方可能跑出來：

（1）爐頂裝料的地方冒煤氣。目前采取的是分段下料，分步隔離，堵住煤氣，讓料能下來，但堵不好就會冒煤氣。

（2）高爐風口、鐵口、渣口套接不嚴冒煤氣。供風給爐內，進風口也易冒煤氣；鐵口、渣口不出鐵不出鋼時應堵住。所以從安全上要檢測這些地方的煤氣濃度，看看是否超標。

（3）高爐爐頂裝料系統不嚴冒煤氣。爐頂裝料系統采取氮氣密封，保持高于爐內0.05 Mpa壓力，大小鐘拉桿、料罐的齒輪箱等處。

（4）高爐冷卻系統進出爐壁不嚴冒煤氣。要有明確的警示標志，一般人不能去，安全檢查也不能上去。

除以上，高爐風口以上各層平臺煤氣也是危險區，要有明確的警示標志，一般人不能去，安全檢查也不能上去。其次還要控制爐內壓力，爐頂有一個放散裝置，叫泄壓，泄壓不好，會導致事故。檢查時要到中控室檢查氮氣的密封壓力、齒輪箱的密封情況、冷卻水進出水溫度是不是正常，有沒有限制、報警等等。

回收安全重點：

高爐煤氣必須要凈化，它從爐內出來時的含塵量為每立方米10g左右，到用戶需要達到10mg左右，所以必須除塵。目前除塵有兩大類方法，一類是濕法，一類是干法。不管是濕法還是干法，都要先經過重力除塵器把大顆粒塵除掉。其次，除塵過程中要注意以下安全問題：

（1）高爐濕法除塵要防止排污系統冒煤氣，循環水系統帶煤氣。凈化水池，如果有管道，水位高時，壓力可封住煤氣，當清洗水池時人員就會中毒。

（2）高爐干法除塵要防止出灰系統冒煤氣，電除塵控制煤氣含氧量不超過1%。防塵要密封，最好調濕。不要放干灰，在重力除塵器處放干灰，往往是出煤氣再關掉，非常危險，這種違章行為較普遍。

高爐內是一個還原反應，相反，轉爐內是一個氧化反應，它是把鐵水中的炭氧化（脫）掉，采取的辦法是用氧槍向爐內的鐵水吹氧，吹氧的過程就產生CO。回收爐內CO采用的是外延法，爐口不蓋嚴，外面的空氣會進來，產生的CO全部燒掉了，此方法叫燃燒法。轉爐煉鋼的前期和后期爐蓋是打開的，回收煤氣是在中間一段，煙罩落下來，不讓外面的空氣進去。轉爐運行過程中通常會出現以下安全問題：

（1）轉爐煙罩氧槍、副槍插入孔冒煤氣。固定煙罩和活動煙罩應密封好，密封的方法有多種，如沙、水、機械密封等。

（2）轉爐加料系統冒煤氣。加料口加造渣、浠釋，去雜加石灰時，容易漏煤氣，這里也要用氮氣氣封，要考慮密封的壓力，壓力有沒有報警等。

（3）轉爐氧槍冷卻進出不嚴冒煤氣。壓力太大，煤氣會跑出來，壓力太小，空氣會進取。

（4）轉爐爐口以上各層平臺煤氣危險區。不要讓人隨便上去，要確保在這些區域作業是否按規定執行，有沒有制度，有無單人作業情況，作業是不是隨身攜帶CO報警器等，還要關注氧槍冷卻水泄漏、噴濺問題。

回收安全重點：

轉爐LT法是轉爐凈化的方向。煤氣通過煙罩、蒸發冷卻器降溫，電除塵器（一般4個電場）除塵，再通過煤氣冷卻器把溫度進一步降下來，最后送到煤氣柜。除塵器收下來的干灰密封輸送，作為燒結原料。電除塵要嚴格控制進到電除塵系統的氧含量，控制煤氣柜含氧量不超過2% ；轉爐LT法控制煤氣含氧量不超過1%。另外，煤氣冷卻器的冷卻水要保持高低位報警。