煤气是以煤为原料加工制得的含有可燃组分的气体。根据加工方法、煤气性质和用途分为:煤气化得到的是水煤气、半水煤气、空气煤气 (或称发生炉煤气) .
这些煤气的发热值较低,故又统称为低热值煤气;煤干馏法中焦化得到的气体称为焦炉煤气,高炉煤气。属于中热值煤气,可供城市作民用燃料。煤气中的一氧化碳和氢气是重要的化工原料。
煤气分类
一般可分为天然煤气和人工煤气两大类。
发生炉
发生炉煤气是人工煤气的一种。是用固体含碳燃料作原料,在专门设备发生炉内获得的一种煤气。用于制造发生炉煤气的气化剂为空气、水蒸汽。按使用气化剂的不同,可制得不同组分和性质的发生炉煤气,通常分为四类:
混合煤气 ― 以空气和水蒸汽的混合物作气化剂;
水煤气 ― 以水蒸汽作气化剂;
富氧煤气 ― 以空气、水蒸汽和氧气(外加的纯氧)混合物作气化剂。
空气煤气
空气煤气由于固体燃料仅与氧反应,气体中可燃成份主要为一氧化碳,故其热值低,一般仅 800~900 大卡/标立方米,甚至更低,故在工业上使用极少,一般是高炉生产中的副产物。
水煤气
混合煤气
连续生产,热效率高达 70 %以上。
这些煤气的发热值较低,故又统称为低热值煤气;煤气中的一氧化碳和氢气是重要的化工原料,可用于合成氨、合成甲醇等。为此,将用作化工原料的煤气称为合成气,它也可用天然气、轻质油和重质油制得。
煤气是由含碳物质不完全燃烧时发生的气体,主要成分是一氧化碳,无色无臭,有毒,被人和动物吸入后与血液中的血红蛋白结合(比氧与血红蛋白的结合能力强,造成一定程度的缺氧)能引起中毒。也叫煤毒。
发生炉煤气的含量
发生炉煤气分为单段发生炉煤气和双段发生炉煤气,两种煤气的成分含量有所不同
单段炉
组份
H2
CO
CO2
N2
CH4
O2
H2S
含量%
7-10
23-27
6-8
48-54
1.5-3
0.1-0.5
0.04
双段炉
组份
H2
CO
CO2
N2
CH4
O2
H2S
含量%
11-15
27-31
3-5
46-52
1.5-3
0.1-0.5
0.04
水煤气
焦炉煤气
人们生活中的燃烧气源大致分为液化石油气(Y)、人工煤气(R)、天然气(T)三大类。
天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡。
每公斤液化气燃烧热值为11000大卡。气态液化气的比重为2.5公斤/立方米。每立方液化气燃烧热值为25200大卡。这样可看出一立方液化气燃烧热值是天然气的三倍,但还有报道说液化气热值是天然气的7倍。
每瓶液化气重14.5公斤,总计燃烧热值159500大卡,相当于20立方天然气的燃烧热值。
高炉煤气
主要成份高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品,主要成分为: CO、C02、N2、H2、CH4等,其中可燃成分CO含量约占25%左右,H2、CH4的含量很少,CO2、N2的含量分别占15%、55%,热值仅为3500KJ/m3左右。
化学过程
这时候在高炉的炉气中,还有大量的过剩的一氧化碳,这种混和气体,就是“高炉煤气”。
煤气应用
煤气制备
天然煤气是通过钻井从地层中开采出来的,如天然气、煤层气。人工煤气则是利用固体或液体含碳燃料热分解或气化后获得的,常见有焦炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气、油煤气等。
注意事项
煤气中毒
常分三型:
1.中毒时间短,血液中碳氧血红蛋白为10%~20%。表现为中毒的早期症状,头痛眩晕、心悸、恶心、呕吐、四肢无力,甚至出现短暂的昏厥,一般神志尚清醒,吸入新鲜空气,脱离中毒环境后,症状迅速消失,一般不留后遗症。
中毒时间稍长,血液中碳氧血红蛋白占30%~40%,在轻型症状的基础上,可出现虚脱或昏迷。皮肤和粘膜呈现煤气中毒特有的樱桃红色。如抢救及时,可迅速清醒,数天内完全恢复,一般无后遗症状。
发现时间过晚,吸入煤气过多,或在短时间内吸入高浓度的一氧化碳,血液碳氧血红蛋白浓度常在50%以上,病人呈现深度昏迷,各种反射消失,大小便失禁,四肢厥冷,血压下降,呼吸急促,会很快死亡。一般昏迷时间越长,预后越严重,常留有痴呆、记忆力和理解力减退、肢体瘫痪等后遗症。
CO浓度及其症状
CO浓度0.02%:2-3小时有轻度头疼。
CO浓度0.04%:1-2小时有头疼恶心、2.5小时至3小时头后部出现疼痛。
CO浓度0.08%:45分钟出现头疼、恶心、呕吐、2小时失去知觉。
CO浓度0.16%:20分钟出现头痛、恶心、呕吐、2小时既能死亡。
CO浓度0.32%:5-10分钟出现头痛、30分钟既能死亡。
CO浓度0.60%:1-2分钟既能出现头痛、10-15分钟死亡。
CO浓度1.28%:1-3分钟间死亡。
中毒症状及急救措施
煤气中毒主要是指一氧化碳中毒,先将一氧化碳在不同浓度时的中毒症状列表如下:在不同CO浓度时的中毒症状
煤气发生炉操作中出现煤气中毒时,应根据中毒的程度不同,分别加以急救。
1、当值班操作人员或维修人员发现有头晕的情况,应立即到空气新鲜处,呼吸新鲜空气,并打开室内的窗户和通风设备,以加强空气的对流,使室内的一氧化碳浓度下降。
2、当出现恶心,气喘等症状时,应至空气新鲜处静卧休息,放松衣着,注意保暖。并可直接送邻近医务室急救。
3、当出现昏迷休克时,应立即移至空气新鲜处,作人工呼吸,并应通知煤气防护站工作人员和医务人员急赴现场急救。
4、当中毒者已停止呼吸,应在现场做人工呼吸,并使用苏生器急救或人工呼吸急救,同时应通知煤气防护站工作人员和医务人员速到现场抢救。
5、在出现昏迷休克及停止呼吸,抢救者在未恢复知觉前不能送往较远距离的医院急救,若送往就近医院抢救时,途中应采取有效的急救措施,并应有医务人员护送。
后继处理
①坚持早晨到公园或在阳台进行深呼吸运动扩胸运动、太极拳,每天30分钟左右,轻、中型中毒者应连续晨练7~14天;重型中毒者可根据后遗症情况,连续晨练3~6个月,作五禽戏、铁布衫功、八段锦等。
②继续服用金维他每天1~2丸,连服7~14天,或维生素C 0.1~0.2克,每天3次,亦可适量服用维生素B1、B6,复合维生素B等。
③检查煤气使用情况,以防再次中毒:
a.检查煤气有无漏泄,安装是否合理,燃气灶具有无故障,使用方法是否正确等.
b.冬天取暖方法是否正确,煤气管道是否畅通,室内通风是否良好等.
c.尽量不使用煤炉取暖,如果使用,必须遵守煤炉取暖规则,切勿马虎.
d.热水器应与浴池分室而建,并经常检查煤气与热水器连接管线的完好.
e.如入室后感到有煤气味,应迅速打开门窗,并检查有无煤气漏泄或有煤炉在室内,切勿点火.
f.经常擦拭灶具,保证灶具不致造成人体污染,在使用煤气开关后,应用肥皂洗手,并用流水冲净。在厨房内安装排气扇或排油烟机.
g.一定要使用煤气专用橡胶软管,不能用尼龙、乙烯管或破旧管子,每半年检查一次管道通路。
扩展煤气中毒的防范措施
预防措施
事故处理
相关规定
当CO浓度小于等于30毫克/米时,可正常工作工作时间不超过1小时工作时间不超过0.5小时工作时间不超过15分钟。
煤气爆炸
不同煤气浓度时的允许工作时间
煤气着火
(1)煤气设施着火时,应逐渐降低煤气压力通入大量蒸汽或氮气,但设施内煤气压力不得低于10Pa,严禁突然关闭煤气闸阀或水封阀,以防回火爆炸。 (2)清除附近易燃物品,使火势不再扩大,火势威胁电器及电源时,应切断电源。 (3)局部着火,火势较小时,可用黄泥、湿毛毯、湿草袋或泡沫灭火器灭火。 (4)煤气设施已被烧红时,不得用水骤然冷却。 (5)灭火时,煤气阀门、压力表、蒸汽吹管应由专人控制操作。
煤气技术发展
国外煤气技术发展
中国煤气化技术发展