成分介紹
組分
高爐煤氣是鋼鐵聯合企業内部的重要氣體燃料,常單獨(或混入少量焦爐煤氣)用作熱風爐(消耗量約占産量的40~45%)、焦爐和鍋爐的燃料;也可和焦爐煤氣混合,成為發熱值1100~2000千卡/标米的混合煤氣,作為均熱爐、加熱爐、熱處理爐等的燃料,并用于燒結機點火。
高爐煤氣的燃燒特性因組成而異,一般燃燒每标米高爐煤氣,約需空氣0.7~0.8标米;燃點約560~600℃;爆炸界限下限30~35%,上限70~80%(均指高爐煤氣在它和空氣的混合物中所占的體積百分數)。
淨化
高爐煉鐵過程中産生的可燃氣體。純淨的高爐煤氣無色無味,單重約1.3公斤/标米3,産率為高爐鼓風量的 1.35~1.4倍。
含粉塵的高爐煤氣出高爐後,進入重力除塵器,除去大顆粒粉塵,然後在洗滌塔和文氏管中噴水冷卻,清除細顆粒粉塵,含塵量可降至50~100毫克/标米;然後再經減壓閥組降壓,在減壓閥内噴水可以起很好的除塵作用。經過閥組後的煤氣,含塵量一般在5毫克/标米左右。中國有一些中壓或低壓中小高爐,在文氏管後裝設濕式電除塵器或洗滌機。有些低壓高爐,不設文氏管,在洗滌塔後直接設置濕式電除塵器或洗滌機。
70年代發達國家的一些鋼鐵廠采用一種可變環形縫隙的高壓高爐煤氣洗滌塔(見圖)。這種洗滌塔結構緊湊,将煤氣冷卻、清洗和壓力調節作用集合于一個設備内,噪聲也較小,因此得到推廣。高壓高爐爐頂煤氣餘壓發電為了回收高壓高爐煤氣所具有的壓力能量,70年代開始采用爐頂煤氣餘壓發電,絕大部分煤氣不經減壓閥組降壓,而通過膨脹渦輪機膨脹降壓,推動渦輪機旋轉,帶動發電機發電。一座容積4000米 、爐頂壓力2公斤力/厘米 的高爐,約可發電12000~14000千瓦。目前世界上已安裝這種渦輪發電機50餘套,總發電容量約40萬千瓦。
其他信息
密度特點
(1)高爐煤氣中不燃成分多,可燃成分較少(約30%左右),發熱值低,一般為3344—4180千焦/标米³;
(2)高爐煤氣是無色無味、無臭的氣體,因CO含量很高、所以毒性極大;
(3)燃燒速度慢、火焰較長、焦餅上下溫差較小;
(4)用高爐煤氣加熱焦爐時,煤氣中含塵量大,容易堵塞蓄墊室格子磚;
(5)安全規格規定在1米³空氣CO含量不能超過30mg;
(6)着火溫度大于700℃。
加熱特點
一、高爐煤氣需要預熱
同體積的高爐煤氣的發熱量較焦爐煤氣低得多,一般為3300—4200KJ/m3。熱值低的高爐煤氣是不容易燃燒的,為了提高燃燒的熱效應,除了空氣需要預熱外,高爐煤氣也必須預熱。因此使用高爐煤氣加熱時,燃燒系統上升氣流的蓄熱室中,有一半用來預熱空氣,另一半用來預熱煤氣。煤氣與空氣一樣,經過斜道進入燃燒室立火道進行燃燒。
二、燃燒系統的阻力大
用高爐煤氣加熱時,耗熱量高(一般比焦爐煤氣高15%左右),産生的廢氣多,且密度大,因而阻力也較大。而上升氣流雖然供入的空氣量較少,但由于上升氣流僅一半蓄熱室通過空氣,因此上升氣流空氣系統和阻力仍比焦爐煤氣加熱時要大。
三、高爐煤氣燃燒火焰較長
高爐煤氣中的惰性氣體約占60%以上。因而火焰較長,焦餅上下加熱的均勻性較好。由于通過蓄熱室預熱的氣體量多,因此蓄熱室、小煙道和分煙道的廢氣溫度都較低。小煙道廢氣出口溫度一般比使用焦爐煤氣加熱時低40--60℃。
四、高爐煤氣毒性大
高爐煤氣中CO的含量一般為25%--30%,為了防止空氣中CO含量超标,必須保持煤氣設備嚴密。高爐煤氣設備在安裝時應嚴格按規定達到試壓标準,如果閑置較長時間再重新使用前,必須再次進行打壓試漏,确認管道、設備嚴密後才能改用高爐煤氣加熱。日常操作中,還應對交換旋塞定期清洗加油,對水封也應定期檢查,保持滿流狀态,蓄熱室封牆,小煙道與聯接管處的檢查和嚴密工作應經常進行。
高爐煤氣進入交換開閉器後即處于負壓狀态。一旦發現該處出現正壓,應立即查明原因組織人力及時處理,确保高爐煤氣進入交換開閉器後處于負壓狀态。
五、高爐煤氣含塵量大
焦爐所用的高爐煤氣含塵量要求最大不超過15mg/m3。2012年以來由于高壓爐頂和洗滌工藝的改善,高爐煤氣含塵量可降到5mg/m3以下,但長期使用高爐煤氣後,煤氣中的灰塵也會在煤氣通道中沉積下來,使阻力增加,影響加熱的正常調節,因而需要采取清掃措施。
另外,高爐煤氣是經過水洗滌的,它含有飽和水蒸汽。煤氣溫度越高,水分就越多,會使煤氣的熱值降低。從計算可知,煤氣溫度由20℃升高到40℃時,要保持所供熱量不變,煤氣的表流量約增加12%。因此要求高爐煤氣的溫度不應超過35℃。當煤氣溫度發生一定變化時,交換機工應立即調整加熱煤氣的表流量,以保證供給焦爐的總熱量的穩定。