高炉煤气是高炉炼铁生产过程中副产的可燃气体,以下是对高炉煤气的详细介绍:
一、成分与特性
1. 主要成分:高炉煤气大致成分为二氧化碳(6%~22%)、一氧化碳(21%~26%)、氢气(1%~4%)、氮气(53%~57%)、烃类(0.2%~0.5%)及少量的二氧化硫。其中,可燃成分一氧化碳含量约占25%左右,氢气、烃类的含量很少,二氧化碳、氮气的含量分别占15%、55%左右。
2. 含尘量与粒径:高炉煤气的含尘浓度较高,一般为1050克/立方米(标况),产尘量平均为5075千克/吨(生铁)。粉尘粒径在500μm以下,主要是铁、氧化亚铁、氧化铝、氧化硅、氧化镁和焦炭粉末。
3. 热值:高炉煤气的热值较低,仅为3500KJ/m³左右。其发热值低,一般为3344~4180千焦/标米³。
4. 其他特性:高炉煤气是无色有味的气体,因一氧化碳含量很高,所以毒性极大。其燃烧速度慢、火焰较长、焦饼上下温差较小。同时,高炉煤气中含有大量的灰分,灰分含量可达60~80g/Nm³,而水蒸气通常是饱和的。
二、产生过程
在高炉炼铁过程中,高压鼓风机(罗茨风机)鼓风,通过热风炉加热后进入高炉。这种热风和焦炭助燃,产生二氧化碳和一氧化碳。二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳,一氧化碳在上升的过程中还原了铁矿石中的铁元素,使之成为生铁。铁水在炉底暂时存留,定时放出用于直接炼钢或铸锭。这时候在高炉的炉气中还有大量的过剩的一氧化碳,这种混合气体就是“高炉煤气”。
三、应用与利用
1. 冶金企业自用:高炉煤气可以作为冶金企业的自用燃气,如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。
2. 民用:高炉煤气也可以供给民用,如果加入焦炉煤气,就叫做“混合煤气”,这样可以提高热值。
3. 发电:高炉煤气除作为加热燃料供钢铁厂使用外,还能用于发电等其它用途。利用好这部分副产能源不仅能降低企业的能源消耗,还将改善钢铁企业对周边环境的污染。
四、净化与处理
高炉煤气在使用前应进行净化处理,主要是除尘和脱硫。除尘效率要求达到99.96%99.99%,方可使含尘浓度降至5mg/m³20mg/m³(标况),以满足排放使用要求。同时,高炉煤气中的二氧化硫等有害物质也需要进行脱硫处理,以减少对环境的污染。
五、安全性与环保性
1. 毒性:高炉煤气中的一氧化碳等有害物质具有毒性,因此在使用过程中需要严格控制煤气设备的严密性,防止煤气泄漏。
2. 环保性:高炉煤气的排放会对环境造成一定的污染,因此需要采取有效的净化处理措施,减少有害物质的排放。同时,提高高炉煤气的利用率也是降低环境污染的重要途径。
综上所述,高炉煤气作为高炉炼铁过程中的副产品,具有广泛的应用前景和重要的经济价值。在利用过程中,需要充分考虑其成分、特性和安全性等因素,采取有效的措施进行净化处理和安全防护。
热风炉