煤气发生炉安全操作知识
发生炉煤气是一种易燃易爆易中毒的气体燃料，所以在生产、使用及检修过程中，安全是一项十分重要的问题。
一、易燃
煤气是一种可燃气体，当煤气由不严密的设备管道处泄露后，遇到明火或一定的温度时就可着火、燃烧，有酿成火灾的可能性。
所以，煤气着火是需要一定条件的，即除有空气外，尚需达到一定的着火温度或明火才能着火的。
发生炉煤气着火温度在600°c以上。
煤气系统中常见的着火事故，可按下述方法处理：
1、煤气设备及管道轻微泄露引起着火事故，应以黄泥或沾水麻袋等扑灭。
2、煤气大量泄漏时，应将煤气压力降低至原来的1/3，待人能靠近时再扑灭，采取措施处理泄露。
3、煤气泄露着火已使煤气设备温度升高，不能用水冷却，以免造成裂纹，造成更大的煤气火灾。
4、煤气泄露着火时，应将着火毗邻之可燃物移开。
设备如果被烧裂冒出煤气，可急速停止生产，采取安全措施，按第二条处理。
发生炉煤气着火时，禁止将煤气立即切断，以防回火引起爆炸。
二、易爆：
爆炸可分为物理爆炸和化学爆炸两种。物理爆炸是由于受压设备所承受的压力超过了机械强度的限度，或由于他们受热过度、腐蚀、久用失修而机械轻度降低所致。
化学性爆炸是由于物质混合在瞬间发生化学变化，生成一种或多种新物质，产生大量的热能或气体，使其体积迅速扩大，温度和压力突然升高，产生很大的爆破力。发生炉煤气生产过程中易于发生化学爆炸。煤气在一定的条件下，其中的可燃气体，发生迅速的氧化反应（燃烧）产生大量的热而迅速压缩并加热相邻的可燃混合气体；因而使反应速度急增，并放出更多的热，又继续加热压缩另外的相邻部分；这样使反应在瞬时间内进行完毕，从而造成容器内生成气体的压力剧增，而形成煤气爆炸。
煤气爆炸必须具备三个条件：
①必须有可燃易爆物质如煤气中一氧化碳、氢气等；
②可燃易爆物质与空气或氧气混合达到一定的浓度范围，该浓度范围称为爆炸极限；
③达到爆炸极限的爆炸性混合物，在燃点温度和明火的作用下发生爆炸。
常见气体爆炸浓度的上、下极限及燃点温度
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气体名称 |
爆炸极限（容积%） |
燃点温度°c |
|
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下 限 |
上 限 |
||
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一氧化碳 氢 气 甲 烷 乙 炔 |
12.80 4.15 5.35 2.60 |
75 75 14.9 80.5 |
644-658 580-590 650-750 520-630 |
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发生炉煤气 |
12-15 |
90 |
600 |
如果爆炸气体在空气中的含量大于或小于上表中所示的极限，则爆炸不会发生。爆炸浓度的上下限与气体混合物的温度和压力有关。温度升高使爆炸浓度下限扩大。压力升高使爆炸浓度下限同时扩大。因此，在高温和压力较高的情况下，爆炸危险的可能性较大.
煤气中的水蒸汽及煤尘存在时，能使煤气爆炸限度扩大。
在密封的容器中，能使反应加速并形成爆震波，其传播速度达到3000米/秒，发生炉煤气爆炸时，一般压力为7-10大气压。当混合物空气过量或不足时爆炸压力将减少。
残留在煤气设备或管道中的某些杂质，能对爆炸起催化作用，使爆炸所需的着火温度比正常时低。
三、易中毒：
发生炉煤气中各种成分对人体都有损害，特别是其中的一氧化碳和硫化氢，对人有严重的毒害。
二氧化碳、氢气和氮气，属于窒息性的气体。这些气体虽然对人无毒性，但由于它们的存在，使空气中氧含量降低，使人呼吸困难。人在缺氧的环境中停留过久，形成缺氧性中毒，甚至窒息死亡。
硫化氢是化学性毒物，浓度不大时，可使人痉挛、呕吐、呼吸道发炎。浓度大或呼吸长久时，引起严重中毒，使人昏迷或失去知觉。
一氧化碳，是发生炉煤气的主要可燃物之一，它的含量高达25-30%。而一氧化碳是一种化学窒息性毒物，通过人的呼吸进入人体，经过肺渗入血液，与红血球结合成一种不能吸收氧的化合物，使人呈现缺氧状态，造成中毒或死亡。co在人体内积累，所以，即使空气中co浓度不大，时间长了同样能引起中毒。
四、针对伊成冶炼煤气系统可能出现的事故及处理办法：
1、煤气总管防爆板爆，按紧急停机处理办法。
1）.立即打开放散阀 关小风阀 关闭饱和蒸汽阀 停风机
2）.三条炉子水封快速加水；
3）.煤气总管防爆板爆：
事故原因：①煤气炉停炉后再送气时，各台炉子放散阀未打开，煤气、空气置换不彻底。②停炉后发生爆炸。停炉时未按煤气炉停机操作规程处理，煤气系统呈负压状态，空气进入系统。
处理：停炉时煤气炉系统必须保持正压—风阀稍微开3-5圈，排水阀全开。
2、煤气支管防爆板爆
发生原因：①停机后再送气时，系统未置换彻底或放散阀未开。②防爆板长时间未更换，被煤气腐蚀，强度降低。
处理：水封立即加水，与系统切断后更换防爆板。
3、煤气炉水套断水事故：
1）.操作不精心，造成断水事故。发现断水时，因不能断定到底断水多长时间，不能贸然加水，这时必须停炉处理。如果从汽包排污阀还能排出水的话，可慢慢加水，待液位正常后再开机。如果从汽包排污阀不能排出水，说明水夹套内断水严重，这时必须停炉处理，待炉内温度下降，再从夹套下部排污阀排水。若不能排出水，说明夹套内严重缺水，这时万万不能加水，若加水会引起夹套爆炸。
夹套断水是否严重，从饱和温度上也能判断。没有饱和温度说明夹套内没有水了。
2）.液位计失灵，造成断水事故，应经常检查液位计是否失灵，检查办法：将液相阀关闭，气相打开，液位计排污阀打开，若排出全都是蒸汽，说明气相阀畅通。待气相阀关闭，液相阀打开，热水长流不断，说明液位计无问题。每个班应检查1-2次，并做记录。
4、煤气炉风篦根据设计，必须按逆时针转动，否则引起风篦松动，甚至损坏。
5、风机风压上不去
原因：炉底水封缺水
处理：加水
6、风机风压和出口压力压差过大（根据以往经验判断）
1）.炉内结渣严重，处理结渣。
2）.炉内风篦漏下细灰积存在炉底风管三通处。
处理：停炉拆三通盲板，处理积灰。
7、当炉内气化层薄，炉况不好时：蒸汽不足，处理炉子不能用汽封时，一定要用排气风扇吹除煤气，防止煤气中毒。
发生炉煤气制造原理
煤在煤气发生炉中是怎样进行气化的？通俗点说，煤气是怎样产生的？在一般的煤气发生炉中，煤是由上而下，气化剂则是由下而上地进行逆流运动，它们之间发生化学反应和热量交换。这样在煤气发生炉中形成了几个区域，我们一般称为"层”。这儿，我们先不讨论煤是如何加入发生炉的，以及发生炉本身的一些结构问题。我们先集中讨论一下发生炉内各层的分布情况，以及它们在气化中的地位。
按照煤气发生炉内气化过程进行的程序，我们可以将发生炉内部分为六层：1）灰渣层，2）氧化层（又称火层），3）还原层，4）干馏层，5）干燥层，6）空层。其中氧化层和还原层又统称为反应层，干馏层和干燥层又统称为燃料准备层。
（1）灰渣层
煤燃烧后产生灰渣，形成灰渣层，它在发生炉的最下部，覆盖在炉篦子之上。其主要作用为：
a）保护炉篦和风帽，使不被氧化层的高温烧坏；
b）预热气化剂，气化剂从炉底进入后，首先经过灰渣层进行热交换，使灰渣层温度降低，气化剂温度升高。一般气化剂能预热达300-450°c左右；
c）灰渣层还起了布风作用，使进入的气化剂在炉膛内尽量均匀分布。
（2）氧化层
也称为燃烧层（火层）。从灰渣中升上来的气化剂中的氧与碳发生剧烈的燃烧而生成二氧化碳，并放出大量的热量。它是气化过程中的主要区域之一，其主要反应是
c + o2 co2 + 97650大卡…………………………………（1）
氧化层的高度一般为所以燃料块读的3-4倍，一般为100-200毫米。氧化层的温度一般要小于煤的灰熔点，控制在1200°c左右。
（3）还原层
在氧化层上面是还原层。赤热的碳具有很强的夺取氧化物中的氧而与之化合的本领，所以在还原层中，二氧化碳和水蒸汽被碳还原成一氧化碳和氢气。这一层也因此而得名，称为还原层，其主要反应为：
co2 + c co - 38790大卡…………………………………（2）
h2o + c h2 + co - 28380大卡……………………………（3）
2h2o + c co2 + 2h2 - 17970大卡………………………（4）
由于还原层位于氧化层之上，从上升的气体中得到大量热值，因此还原层有较高的温度约800-1100°c，这就为需要吸收热量的还原反应提供了条件。而严格地讲，还原层还有第一、第二部分，下部温度较高的地方称第一还原层，温度达950-1100°c，厚度为300-400毫米左右；第二层为700-950°c之间，其厚度为第一还原层的1.5倍，约在450毫米左右。
（4）干馏层
干馏层位于还原层的上部，由还原层上升的气体随着热量的被消耗，其温度逐渐下降，故干馏层温度约在150-700°c之间，煤在这个温度下,历经低温干馏的过程，煤中挥发份发生裂解，产生甲烷、烯烃及焦油等物质，它们受热成为气态或汽态，随生产煤气通过上面干燥层而逸出，成为煤气的组成部分。干馏层的高度随燃料中挥发分含量及煤气炉操作情况而变化，一般>100毫米。
（5）干燥层
干燥层位于干馏层的上面，也即是燃料的面层。上升的热煤气与刚入炉的燃料在这层相遇，进行热交换，燃料中的水分受热蒸发。一般认为干燥温度在室温-150°c之间，这一层的高度也因各种不同的操作情况而异，没有相对稳定之层高。
（6）空层
空层即燃料层上部，炉体内的自由空间，其主要作用是汇集煤气。也有的同志认为：煤气在空层停留瞬间，在炉出温度较高时还有一些副反应发生，如：
co分解、放出一些炭黑：
2co co2 + c
以及 h2o + co co2 + h2
从上面六层简单叙述，我们可以看出煤气发生炉内进行的气化过程是比较复杂的，即有气化反应，也有干馏和干燥层。而且在实际生产的发生炉中，分层不是很严格的，相邻两层往往是相互交错的，各层的温度也是逐渐过渡的，很难具体划分。各层中气体成份的变化就更加复杂了，即使在专门的研究中，看法也是分歧的，这儿就不介绍了。但是通过上面简略的讨论，可以帮助我们认识煤气发生炉中燃料气化的各种情况，对今后认识煤气发生炉，正确选择气化指标和操作方法都是有用的。
发生炉煤气有哪些成份？
我们已经知道发生炉煤气是多种气体的混合物，其中有co、h2、ch4、acne等可燃部分，co2、n2等不可燃部分,以及在气化过程中未完全反应的助燃剂氧及未完全分解的水蒸汽，同时还有气化过程中燃料挥发分、焦油、热解水等逸出物，还有一些h2s、nh3和煤灰等杂质。
为了充分了解煤气的性质，我们就其主要的组分作一介绍。
（1）氢气：h2
无色无味，比重0.0899公斤/标米3，它是最轻的气体，难溶于水。着火点为580-590°c，燃烧速度快，生成淡青色火焰，并发出大量热。氢气与空气中氧混合后极容易发生爆炸，其爆炸范围较宽为4.2-74%。
氢气是发生炉煤气中主要可燃成分之一，其含量为15-20%。
（2）一氧化碳：co
一氧化碳是无色无臭的气体，比空气略轻，其比重为0.125公斤/标米3，也难溶于水，着火温度644-658°c，其火焰呈蓝色，爆炸范围为24-25%。
co是剧毒的气体，它的化学活泼性很强，吸入人体后能与血液中的红血球色素相结合，使血色素失去了吸收o2的能力而使人中毒死亡，它是造成煤气中毒事故的主要成份。
一般煤气中co含量为25-30%。
（3）甲烷：ch4
甲烷是无色气体，有葱臭味，不溶于水，比空气轻两倍，比重为0.717公斤/标米3，着火点650-750°c，燃烧时火焰呈淡微的光亮，爆炸范围为5.4-15%。
一般发生炉煤气中，ch4含量为2-4%。
（4）碳氢化合物：cnhm
用乙烯作代表，乙烯（c2h4）是无色气体，但有特臭气味，比重与空气相当，难溶于水，着火温度为542-547°c，爆炸范围为4-14%。
其他尚有丙烯、乙烷、乙炔等成份。但在发生炉煤气中acne含量甚少，就不一一介绍了。
（5）氮气：n2
氮气是空气中主要组成部分，按体积计算空气中含氮为79%，由于发生炉煤气采用空气作气化剂，故而保留煤气中的氮是煤气的一个主要非可燃组份，往往高达50%左右。
氮气是无色无味的气体，比重1.251公斤/标米3，难溶于水。其性质不活泼，在通常条件下难与其他元素结合，不能助燃。
（6）二氧化碳：co