煤气安全防护技术

第一章 煤气安全管理

第一节 煤气的危险性及安全的重要性

一、煤气的危险特性

二、煤气安全的重要性

第二节 煤气安全措施

一、安全技术措施

二、安全管理措施

第三节 安全管理制度

一、安全生产责任制

二、安全教育培训制度

三、安全检查及隐患整改制度

四、安全技术措施计划制度

五、事故管理制度

第二章 煤气中毒事故预防与急救

第一节 煤气中毒的概念

一、有害气体的概念

二、一氧化碳中毒的机理

三、一氧化碳中毒的症状

四、煤气中的其他毒物

第二节 煤气中毒事故的预防

一、造成煤气中毒事故的原因

二、煤气中毒事故的预防

三、煤气加臭技术

第三节 煤气中毒事故的急救

一、及时报告和组织指挥

二、准确救护

三、中毒人员的搬运

四、心肺复苏法简介

五、煤气中毒事故案例

第三章 煤气安全防护器具

第一节 呼吸器

一、过滤式呼吸器

二、隔绝式呼吸器

第二节 自动苏生器

一、工作原理

二、苏生器苏生前的准备工作

三、使用方法

四、检查及维护

第三节 一氧化碳报警仪

一、工作原理

二、固定式一氧化碳报警仪

三、便携式一氧化碳报警仪

四、报警仪的检定

五、故障处理

六、注意事项

第四节 高压氧舱

一、治疗原理

二、高压氧舱的结构

三、高压氧治疗程序

第四章 煤气爆炸事故预防与处理

第一节 爆炸的概念

一、爆炸及破坏作用

二、爆炸的种类

三、爆炸极限

第二节 煤气爆炸事故的预防

一、煤气爆炸事故的原因

二、煤气爆炸事故的预防

第三节 煤气防爆安全装置

一、防爆泄压设施

二、测爆仪

三、爆发试验装置

第四节 煤气爆炸事故的处理

第五章 煤气着火事故预防与处理

第六章 煤气场所电气安全

第七章 煤气设施检修安全

第八章 煤气事故应急救援

附录1 工业企业煤气安全规程（GB6222-86）节选

附录2 煤气安全防护设施图片

附录3 制气车间主要生产所爆炸和火灾危险等级（摘自GB50028-2006） 2100433B

全书共分八章，内容包括煤气安全管理，煤气中毒事故预防与急救，煤气安全防护设施，煤气爆炸事故预防与处理，煤气着火事故预防与处理，煤气场所电气安全，煤气设施检修安全，最后以实例的方式介绍了煤气事故应急救援的知识。

《煤气安全防护技术》可作为中等职业学校燃气输配、动力专业师生的教学用书，也可作为煤气、燃气行业技术人员、安全管理人员、作业人员参考或培训教材，同时也可作为居民家庭煤气防护的科普读物，煤气安全评价的参考资料。

国外煤气技术发展

国外煤气化技术的发展最早可追溯到1780年，早期的煤气化技术主要是以生产燃料气为主。移动床气化是最早发展的煤气化技术，块煤为原料，以空气、水蒸汽为气化剂，固态排渣，生产发生炉煤气。1880年德国设计了世界上第一台常压移动床空气间歇气化炉，1913年被美国气体公司改革成UGI炉。UGI炉是以焦炭为原料，用间歇气化制水煤气或半水煤气。第一次世界大战后，随着甲醇、合成氨,F一T合成等为代表的合成化学工业的发展，为了满足合成原料气的需要，1926年第一代流化床Winkler气化炉实现工业化应用。随着工业制氧技术的成功，又发展了新的用氧气气化的技术。1939年移动床加压气化Lurgi炉实现工业化应用。1952年第一代气流床气化K一T炉实现工业化应用。20世纪30-50年代，国外煤气化技术取得了很大的成就。20世纪50年代以后，随着石油和天然气工业的发展，常压固定床气化炉在国外逐渐被淘汰，其它煤气化技术的发展也基本处于停滞状态 。

现代煤气化技术的发展得益于石油危机。第一次石油危机时，发达国家出于对石油、天然气供应前景的预测，把发展煤气化技术作为替代石油天然气的重要手段，加快了现代煤气化的开发。20世纪70年代后实现工业化的炉型有：加压固定床液态排渣气化炉（BGL炉），加压流化床气化炉（HTW炉、U一Gas炉、KBR炉、CFB气化炉和恩德炉），加压粉煤水煤浆气化（GE炉、Destec炉），干煤粉加压气化（Shell炉、Prenflo炉和GSP炉）。这一时期发的气化炉型是现代煤化工发展的主要选择炉型 。

中国煤气化技术发展

中国煤气化技术起步较晚，最早于20世纪30-40年代在大连、南京用UGI炉生产合成氨，20世纪50年代末期改用无烟煤为原料。中国还有许多合成氨和合成甲醇厂以焦炭或无烟煤为原料，采用UGI炉生产合成气。中国早期煤气化技术的开发主要以模仿创新或引进、消化吸收再创新为主 。

20世纪60年代，中国开始进行K-T式粉煤气化试验，并于20世纪70年代初在新疆建成一套K-T式粉煤气化制氨装置，气化炉四开一备，生产能力为每台4800 m;/h，投产后由于耐火材料被腐蚀、碳转化率低、排渣困难等问题而改烧重油，此后没有新的发展 。

中国对于新型气化炉或新型煤气化方法的研究始于1978年第一次全国科学大会。先后开展了固定床加压碎煤气化（相当于Lurgi炉），水煤浆加压气化（相当于GE炉），灰团聚流化床气化（相当于U一gas气化）。“九五”、“十五”期间国家组织开展多喷嘴水煤浆加压气化和二段式干煤粉加压技术攻关，这几项气化技术均已进入工业化应用阶段 。

移动床常压气化UGI气化炉在中国仍是主力炉型，用于生产合成气或燃料气。移动床加压气化Lurgi炉在劣质煤气化方面占有一定市场。随着中国现代煤化工的发展，水煤浆加压气化（GE炉·多喷嘴炉）和干煤粉加压气化（Shell炉、GSP、二段炉、航天炉）已成为主要选择 。

• ISBN：9787122380050

• 版次：1

• 商品编码：13047516

• 品牌：化学工业出版社

• 包装：平装

• 开本：16开

• 出版时间：2021-01-01

• 用纸：胶版纸

• 页数：304

• 正文语种：中文

内容简介

本书对焦炉煤气的组成、性质、净化处理技术等进行了详细的分析，阐述了合理利用焦炉煤气的技术路线，分别介绍了焦炉煤气制甲醇、乙醇、乙二醇、氨、氢气及氢能、费托合成化学品的技术和国内焦炉煤气加工利用工程实例，是对我国长期以来焦炉煤气化工利用工程的系统总结，也是对我国自主研发技术的肯定。

本书以较大的篇幅，详细介绍了多个焦炉煤气综合利用工程技术方案，为读者选择产品方案及技术路线、经济评价等提供帮助，也可以供焦化企业及相关机构决策时参考。

本书适合炼焦和化工领域相关企业的操作管理人员、科研设计单位的工程技术人员以及大专院校的师生阅读参考。

目录

第一章焦炉煤气的特性001

1.1焦炉煤气的来源及组成001

1.1.1荒煤气001

1.1.2焦炉煤气004

1.2焦炉煤气杂质及主要危害005

1.2.1硫化物005

1.2.2氯化物006

1.2.3汞006

1.2.4焦油006

1.2.5萘006

1.2.6苯007

1.2.7氧气007

1.2.8不饱和烃008

第二章焦炉煤气的压缩与净化009

2.1概述009

2.2焦炉煤气压缩009

2.2.1螺杆压缩机的工艺原理010

2.2.2螺杆压缩机的应用011

2.3焦炉煤气预净化012

2.3.1变温吸附的工艺原理012

2.3.2变温吸附工艺流程015

2.3.3工艺操作参数018

2.3.4原料焦炉煤气的条件及产品净化气的指标018

2.3.5变温吸附的应用条件019

2.4焦炉煤气精脱硫020

2.4.1概述020

2.4.2焦炉煤气中主要硫化物的性质及脱除方法020

2.4.3精脱硫的反应原理023

2.4.4工艺流程说明026

2.4.5主要操作指标027

2.4.6主要设备027

2.4.7主要催化剂的性能028

2.4.8精脱硫装置设计及生产运行中需重视的几个问题030

第三章焦炉煤气转化变换制合成气033

3.1概述033

3.2焦炉煤气催化部分氧化工艺033

3.2.1工艺原理033

3.2.2工艺流程036

3.2.3焦炉煤气甲烷转化的操作及控制038

3.2.4催化部分氧化的主要设备043

3.3焦炉煤气非催化部分氧化工艺048

3.3.1概述048

3.3.2非催化部分氧化工艺049

3.3.3非催化部分氧化工艺技术特点051

3.3.4非催化部分氧化工艺改进及优化052

3.4焦炉煤气催化与非催化部分氧化法的比较054

3.4.1主要工艺条件054

3.4.2工艺流程055

3.4.3主要技术经济指标对比表056

3.4.4比较结果058

3.4.5两种工艺的对比分析059

3.5一氧化碳变换059

3.5.1概述059

3.5.2变换的物理化学基础060

3.5.3变换催化剂064

3.5.4变换工艺流程070

3.5.5等温变换工艺071

3.5.6变换蒸汽消耗074

3.5.7评述076

第四章焦炉煤气制甲醇077

4.1概述077

4.2甲醇合成的原理077

4.2.1甲醇合成反应机理077

4.2.2甲醇合成的主要反应及平衡常数078

4.3甲醇合成催化剂080

4.3.1甲醇合成催化剂的开发过程080

4.3.2甲醇合成催化剂的性能081

4.3.3低压合成甲醇催化剂082

4.4甲醇合成工艺条件083

4.4.1温度084

4.4.2压力084

4.4.3气体组成085

4.4.4空速086

4.5焦炉煤气制甲醇的典型流程087

4.5.1工艺流程说明087

4.5.2主要操作指标088

4.6国内外甲醇合成技术090

4.6.1国外甲醇合成技术090

4.6.2国外大甲醇技术比较093

4.6.3国内甲醇合成技术099

4.7甲醇精馏102

4.7.1双塔精馏工艺103

4.7.2三塔精馏工艺103

4.7.3（3 1）四塔精馏工艺105

4.7.4“五塔三效”精馏工艺106

4.7.5MTO级甲醇精馏工艺106

4.8焦炉煤气与煤气化生产甲醇的对比108

4.8.1条件108

4.8.2不同方法的对比108

4.8.3结论110

第五章焦炉煤气制合成氨112

5.1概述112

5.2氨合成工艺113

5.2.1氨合成热力学113

5.2.2氨合成工艺过程及反应条件116

5.2.3氨合成压力的选择120

5.2.4氨合成催化剂122

5.3焦炉煤气生产合成氨工艺及设备123

5.3.1氨合成回路124

5.3.2氨合成塔124

5.3.3主要设备技术规格125

5.3.4氨合成装置的运行数据126

5.3.5评价127

5.4国内氨合成技术128

5.4.1氨合成塔及考核评价指标128

5.4.2蒸汽过热器及废热锅炉132

5.5国外大型合成氨技术特点及比较134

5.5.1国外成熟的氨合成技术概况134

5.5.2大型合成氨工艺技术的综合比较139

5.5.3评述140

5.6焦炉煤气纯氧与富氧转化生产合成氨的比较141

5.6.1生产方法及产品规模141

5.6.2采用的主要技术142

5.6.3方块流程及气体平衡表142

5.6.4主要技术经济指标的比较145

5.6.5评述146

第六章焦炉煤气甲烷化制天然气147

6.1概述147

6.2天然气利用政策及质量标准147

6.2.1天然气利用政策147

6.2.2天然气产品质量标准148

6.2.3焦炉煤气甲烷化制天然气149

6.3焦炉煤气制天然气技术现状150

6.3.1绝热床甲烷化技术151

6.3.2等温床甲烷化技术152

6.4焦炉煤气甲烷化工艺过程及原理154

6.4.1甲烷化反应机理154

6.4.2反应器移热156

6.5甲烷化催化剂156

6.5.1Topsφe甲烷化催化剂157

6.5.2Davy甲烷化催化剂157

6.5.3其他158

6.6焦炉煤气甲烷化的典型流程及设备158

6.6.1绝热床甲烷化流程158

6.6.2等温甲烷化流程163

6.6.3主要设备165

6.7大型焦炉煤气甲烷化装置168

6.7.1设计条件168

6.7.2主要技术指标的比较169

6.7.3装置评价173

6.8焦炉煤气甲烷化制天然气工程相关问题174

6.8.1甲烷化流程的选择174

6.8.2焦炉煤气甲烷化的产品气175

6.8.3焦炉煤气甲烷化制天然气与煤气化制天然气的不同176

6.8.4焦炉煤气补碳甲烷化工艺176

6.8.5羰基化物的危害177

6.8.6甲烷水合物的影响178

6.8.7甲烷化装置金属粉末化腐蚀及防护179

第七章焦炉煤气提氢及氢能182

7.1概述182

7.1.1氢的存在及氢的性质182

7.1.2氢的用途183

7.1.3制氢方法184

7.2变压吸附（PSA）提氢186

7.2.1变压吸附（PSA）提氢的工艺原理186

7.2.2变压吸附工艺对吸附剂的要求188

7.2.3吸附塔死空间体积的影响189

7.2.4吸附系数和分离系数190

7.2.5从气相中提取产品的工艺191

7.3焦炉煤气PSA提氢工艺192

7.3.1焦炉煤气提氢的典型流程192

7.3.2主要装置说明194

7.3.3焦炉煤气两段PSA提氢工艺技术197

7.3.4焦炉煤气提氢的成本198

7.4吸附剂及PSA设备198

7.4.1吸附剂198

7.4.2主要设备及控制系统201

7.5氢能及氢能产业201

7.5.1概述201

7.5.2氢能产业发展现状202

7.5.3氢能利用体系206

7.6氢能在汽车领域的应用211

7.6.1氢燃料电池及其应用211

7.6.2氢燃料电池汽车214

7.6.3氢能发动机汽车216

7.6.4氢能汽车产业链的发展方向218

7.6.5我国氢能源发展与展望219

第八章焦炉煤气的综合利用方案220

8.1概述220

8.2焦炉煤气综合利用方案220

8.2.1利用方案220

8.2.2深冷分离装置对气体的净化要求221

8.3MDEA脱CO2装置222

8.3.1MDEA法脱CO2的原理223

8.3.2焦炉煤气MDEA法脱CO2装置224

8.4焦炉煤气纯化装置225

8.4.1脱汞纯化装置225

8.4.2干燥脱水装置226

8.5焦炉煤气深冷液化分离装置227

8.5.1深冷液化分离的原理227

8.5.2深冷液化分离装置228

8.5.3深冷分离装置的进出口物料231

8.6焦炉煤气综合利用生产LNG主要设备及消耗232

8.6.1主要设备一览表232

8.6.2主要化学品用量234

8.6.3主要消耗表234

8.7带液氮洗的深冷分离装置235

8.7.1适用于合成氨工艺要求的液氮洗深冷分离装置235

8.7.2装置性能指标236

8.7.3装置流程说明237

8.7.4主要公用工程消耗237

8.8半焦（兰炭）干馏煤气的综合利用方案239

8.8.1概况239

8.8.2内热式干馏煤气的化工利用方案239

8.8.3评述243

第九章焦炉煤气补碳生产化工产品244

9.1概述244

9.2补碳气源244

9.2.1补CO2气244

9.2.2补电石炉气或铁合金炉气245

9.2.3补转炉气或高炉气247

9.2.4补水煤气248

9.3焦炉煤气补碳生产甲醇248

9.3.1补碳前装置的状况249

9.3.2补碳后装置的状况250

9.3.3补碳效果252

9.4焦炉煤气补碳生产乙醇252

9.4.1概述252

9.4.2合成气经二甲醚羰基化制乙醇的反应及工艺过程254

9.4.3焦炉煤气补碳生产乙醇方案255

9.4.4评述256

9.5焦炉煤气补碳生产乙二醇256

9.5.1概述256

9.5.2合成气生产乙二醇技术257

9.5.3合成气制乙二醇的工艺过程258

9.5.4利用焦炉煤气和矿冶炉气生产40万吨/年乙二醇工艺方案259

9.5.5评述262

9.6焦炉煤气与矿冶炉气经费托合成油品及化工产品263

9.6.1概述263

9.6.2我国费托合成工业发展情况264

9.6.3费托合成的反应原理及产品分布268

9.6.4用焦炉煤气、矿冶炉气经费托合成生产化工产品的方案270

9.6.5钴基费托合成化工产品及市场273

9.6.6评述274

第十章焦炉煤气的多联产系统275

10.1概述275

10.2我国多联产系统的工程示范275

10.3热电联产系统278

10.3.1燃气轮机蒸汽轮机联合循环热电联产系统278

10.3.2燃气轮机279

10.3.3焦炉煤气燃气轮机联合循环发电系统281

10.4焦炉煤气为主的多联产系统283

10.4.1方案Ⅰ——焦炉煤气与矿冶炉气生产乙醇多联产方案283

10.4.2方案Ⅱ——焦炉煤气矿冶炉气费托合成化学品的多联产方案285

10.5评述286

第十一章顶替焦炉回炉煤气的技术287

11.1概述287

11.2常压固定床纯氧连续气化生产水煤气288

11.2.1原料及水煤气组成288

11.2.2工艺流程288

11.2.3主要设备290

11.2.4主要消耗指标291

11.2.5水煤气顶替回炉焦炉煤气和补碳方案291

11.3常压固定床生产空气煤气293

11.3.1空气煤气组成293

11.3.2主要消耗293

11.3.3空气煤气顶替回炉焦炉煤气方案293

11.4科达煤气化生产空气煤气294

11.4.1原料及煤气组成295

11.4.2科达煤气化工艺流程296

11.4.3气化炉系统主要技术指标296

11.4.4科达空气煤气顶替回炉焦炉煤气方案297

11.5中科合肥煤气化技术298

11.5.1原料及煤气组成299

11.5.2工艺流程300

11.5.3主要消耗301

11.5.4顶替回炉焦炉煤气的方案301

11.6评述302

参考文献303 2100433B

煤气化简介

煤气化工艺是生产合成气产品的主要途径之一，通过气化过程将固态的煤转化成气态的合成气，同时副产蒸汽、焦油（个别气化技术）、灰渣等副产品。煤气化工艺技术分为：固定床气化技术、流化床气化技术、气流床气化技术三大类，各种气化技术均有其各自的优缺点，对原料煤的品质均有一定的要求，其工艺的先进性、技术成熟程度也有差异。

煤气化固定床气化技术

碎煤固定层加压气化采用的原料煤粒度为6～50mm，气化剂采用水蒸汽与纯氧作为气化剂。该技术氧耗量较低，原料适应性广，可以气化变质程度较低的煤种（如褐煤、泥煤等），得到各种有价值的焦油、轻质油及粗酚等多种副产品。该技术的典型代表是鲁奇加压气化技术和BGL碎煤熔渣气化技术。

该气化技术的优点：

原料适应范围广，除黏结性较强的烟煤外，从褐煤到无烟煤均可气化，可气化水分、灰分较高的劣质煤。

氧耗量较低，气化较年轻的煤时，可以得到各种有价值的焦油、轻质油及粗酚等多种副产品。

该气化技术存在的不足：

该技术出炉煤气中甲烷和二氧化碳的含量较高，有效气的含量较低。

蒸汽分解率低。一般蒸汽分解率约为40 %，蒸汽消耗较大，未分解的蒸汽在后序工段冷却，造成气化废水较多，由于废水中含有酚类物质，导致废水处理工序流程长，投资高。

煤气化流化床气化技术

粉煤流化床加压气化又称之为沸腾床气化，这是一种成熟的气化工艺，在国外应用较多，该工艺可直接使用0～6mm碎煤作为原料，备煤工艺简单，气化剂同时作为流化介质，炉内气化温度均匀，典型的代表有德国温克勒气化技术，山西煤化所的ICC灰融聚气化技术和恩德粉煤气化技术。

虽然近年来流化床气化技术已有较大发展，相继开发了如高温温柯勒（HTW）、U-Gas等加压流化床气化新工艺以及循环流化床工艺（CFB），在一定程度上解决了常压流化床气化存在的带出物过多等问题，但仍然存在煤气中带出物含量高、带出物碳含量高且又难分离、碳转化率偏低、煤气中有效成分低，而且要求煤高活性、高灰熔点等多方面问题。

煤气化气流床气化技术

气流床加压气化技术大都以纯氧作为气化剂，在高温高压下完成气化过程，粗煤气中有效气（CO H2）含量高，碳转化率高，不产生焦油、萘和酚水等，是一种环境友好型的气化技术。

气流床气化技术主要分为水煤浆气化技术和粉煤气化技术。