我们平时可能更过关心看得见的物质流,今天,我们来聊聊看不见却很有用的气体流吧。
1、焦炉煤气(COG,COKE OVEN GAS)
焦炉煤气是指炼焦用煤在焦炉中隔绝空气干馏后产生的黄褐色气汽混合气体。以干煤计算,一吨干煤正常情况73-78%转化为焦炭,副产300-350m3的焦炉煤气。平均一吨焦炭约副产400m3焦炉煤气。焦炉煤气主要由氢气H2和甲烷CH4构成,分别占56%和27%,并有少量CO、CO2、N2、CnHm、O2;其热值约为4400大卡/方,天然气热值为8500大卡/方,焦炉煤气热值约为天然气的一半。
我国每年焦炉气年产量超千亿立方米,如此之大的产量,如果能够得到充分合理的利用,所带来的经济效益和环境效益都将是巨大的。焦炉煤气是三种煤气中唯一既可以工业利用又可以作为民用燃料的。常用的,作为燃料燃烧发电,钢厂一般配有自备电厂,可以用来电厂燃烧发电(钢铁企业内部的焦化厂发电并不是利用焦炉煤气的最佳途径)。同时,焦炉煤气中含有大量的氢气和甲烷,氢气本身可作为还原铁的还原剂,而甲烷可以重整为氢气和CO补充到气基还原铁的还原剂中。将焦炉煤气用于海绵铁的生产,这就是河钢HyMEX技术的核心。另外,焦炉煤气中碳氢组分含量很高,可以作为原料用以制备氮肥、甲醇、二甲醚、天然气和燃料油等高附加值的化工产品。
正确使用煤气,能造福社会。
2、高炉煤气
高炉煤气是高炉炼铁工艺流程中产生的主要副产物。高炉煤气是无色无味的可燃气气体,理论燃烧温度在1400-1500℃,着火点在700℃左右。其特点是热值低,产气量大,与空气混合的爆炸范围在40-70%,包含的N2和CO2会使人窒息,而CO组分则是有毒气体,因此高炉煤气极易威胁到工人的生命安全。
由于高炉煤气中含有大量的N2和CO2,因此高炉煤气的热值较低。由于热值低、有害成分高,除自身热风炉加热使用外,富余高炉煤气的利用经历了从最初的直接放散掉,逐步发展为后续加热炉提供能量,高效燃烧发电。随着环保要求的日益严格,对煤气燃烧后的排放 标准要求越来越高,高炉煤气有效成分的提取与高附加值利用途径也不断开发出来高。炉煤气可以用来余压发电、燃料燃烧、化工原料等用途。
3、转炉煤气
转炉煤气是转炉炼钢过程中产生的副产物,其中主要成分为CO和CO2,其热值约为高炉煤气的2倍。转炉煤气中的CO含量比高炉煤气更高,因此更具毒性。
转炉煤气作为炼钢生产中重要的二次能源,如何安全高效地回收转炉煤气,充分利用转炉烟气显热,提高转炉煤气的品质,是当前冶金工作者关注的热点问题之一。
最后上一张三种气体的主要区分图:
焦炉煤气是炼焦制气的主要产物之一(焦炭、焦炉煤气),生产过程没有O2或者空气,因此,热值高,CO含量低。
高炉煤气是高炉炼铁的副产物,生产过程中有空气参与,N2成分相对最高,因此热值最低,CO含量中等。
转炉煤气是转炉炼钢的副产物,生产过程中有O2参与,因该过程是要把铁水中的C氧化,因此CO含量最高,热值中等。
在钢铁生产过程中,CO对人体有显著毒害,因此常把CO含量作为煤气毒性的标志。
4. 结论
综上,焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气这三种气体中,焦炉煤气热值最高,转炉煤气毒性最大。
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