高炉煤气

文章作者：诺和环保　　　发布时间：2023-04-23

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高炉煤气是高炉炼铁生产过程中副产的可燃气体。它的大致成分为二氧化碳6-12%、一氧化碳28-33%、氢气1-4%、氮气55-60%、烃类0.2-0.5%及少量的二氧化硫。它的含尘浓度10-50克/立方米（标况），产尘量平均为50kg/t（生铁）-75kg/t（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。
这种含有可燃一氧化碳的气体，是一种低热值的气体燃料，可以用于冶金企业的自用燃气，如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。也可以供给民用，如果加入焦炉煤气，就叫做“混和煤气”，这样就提高了热值。
高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品，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。高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关，现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺，采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗，但所产的高炉煤气热值更低，增加了利用难度。高炉煤气中的CO2、N2既不参与燃烧产生热量，也不能助燃，相反，还吸收大量的燃烧过程中产生的热量，导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。高炉煤气的着火点并不高，似乎不存在着火的障碍，但在实际燃烧过程中，受各种因素的影响，混合气体的温度必须远大于着火点，才能确保燃烧的稳定性。高炉煤气的理论燃烧温度低，参与燃烧的高炉煤气的量很大，导致混合气体的升温速度很慢，温度不高，燃烧稳定性不好。
燃烧反应能够发生的另一条件是气体分子间能够发生有效碰撞，即拥有足够能量的相互之间能够发生氧化反应的分子间发生的碰撞，大量的CO2、N2的存在，减少了分子间发生有效碰撞的几率，宏观上表现为燃烧速度慢，燃烧不稳定。
高炉煤气中存在大量的CO2、N2，燃烧过程中基本不参与化学反应，几乎等量转移到燃烧产生的烟气中，燃高炉煤气产生的烟气量远多于燃煤。
高炉煤气中带有大量的灰分，灰分含量可达60～80g/Nm3，而水蒸气通常是饱和的，所以它是一种低级燃料。通常，高炉煤气在使用前应进行净化处理，有时与重油或煤粉掺和作为工业炉和锅炉的燃料。
高炉煤气在钢铁厂的应用
烧纯高炉煤气锅炉发电技术、燃气-蒸汽联合循环发电机组和高温蓄热式燃烧技术的研制成功并在钢铁企业中的广泛应用，为高炉煤气的有效利用提供了很好的途径。
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。
提高高炉煤气利用的措施
低热值高炉煤气的特点是可燃成分低，燃烧不稳定，燃烧温度低，烟气量大。火焰稳定直接关系到燃烧的安全性，对低热值煤气一般都采用稳定强化燃烧的措施，如富化高炉煤气或采用换热器对高炉煤气和助燃空气双预热等。