煤化工废水预处理的工艺？

冶金煤气三大事故的预防和控制

刘志金

（韶钢松山股份有限公司能源管理中心 广东 韶关 512100）

摘 要：主要介绍了韶钢使用的焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、混合煤气的性质及特点，系统分析了煤气中毒、着火、爆炸三大事故的原因，并通过对原因的分析介绍了煤气中毒、着火、爆炸三大事故的预防和控制措施。

关键词： 煤气；事故；预防和控制

作者简介：刘志金（198112--），男，河北沧州人，大学本科学历，广东韶钢松山股份有限公司燃气助理工程师，主要研究方向：煤气防护

1 概述

煤一直是我国能源的主要构成部分。工厂利用煤生产的煤气和工业生产中的副产煤气已有较大发展，如冶金工厂中以副产煤气作为二次能源约占工厂总能耗的三分之一。在我集团公司炼铁、炼钢生产中使用煤气作为燃烧介质所占比重更大。 2 工业煤气的定义和分类

工业上所讲的煤气是指含有H2、CH4及CO等多种可燃气体成分的混合气体。其特点发热量高，使用方便，应用广泛。我集团公司常用煤气主要有以下几种： （1）焦炉煤气。也称COG、CG或C煤气，是用煤干馏的方法生产的。其中高温干馏煤气是煤在1000℃左右隔绝空气加热产出的，在冶金系统是作为生产焦碳时的副产煤气，主要成分是甲烷和氢气，标准热值为

3

4800kcal/m，用于工业炉窑或者与其他低热值煤气混合使用，也可做城市煤气的气源。 （2）高炉煤气。也称BFG煤气或B煤气，是高炉炼铁生产的副产煤气，主要成分为一氧化碳，含CO23％～30％，属低热值煤气，

3

热值750～1200 kcal/m，可单独供低热值煤气的用户使用或与焦炉煤气混合成混合煤气（M煤气）供加热炉等用户使用。

（3）转炉煤气。也称LDG煤气或LD煤气，是转炉吹氧炼钢时的副产煤气，主要成为一氧化碳，含CO高达60％～80％，热值

3

约2500kcal/m。

（4）混合煤气（M煤气）。混合煤气由高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气三者根据煤气用户热值需要，按照一定比例混合而成。

3 煤气三大事故的系统分析

煤气安全问题较复杂，涉及面广，包括煤气生产、煤气净化回收、煤气储存和输送，以及煤气使用，且煤气种类很多，性质各异，因此，如何将各个方面，各类工厂有关煤气安全的经验进行系统的调查研究、总结已成为当前煤气安全领域的重要问题。 31 煤气中毒事故

311 煤气中毒程度的判定

正确地判断煤气中毒者的中毒程度，对于及时、准确地采取相应的急救措施，尽快进行急救是非常重要的。按煤气中毒程度可划分为以下三种：

（1）轻度中毒。表现为头晕、眼花、耳鸣、头疼、恶心、呕吐、四肢无力等症状，但无昏迷现象出现。对于轻度中毒者，一般使其脱离有毒现场，吸入新鲜空气或进行适当的治疗就可使上述各症状迅速消失。 （2）中度中毒。除具有轻度中毒的各种症状外，还表现出多汗、烦躁、步态不稳；皮肤和黏膜苍白；随着中毒加重，面额前胸及大腿内侧会出现樱桃红色，此时中毒者意识朦胧，呼吸微弱，有时大小便失禁，甚至昏迷，这时如能及时抢救，可很快苏醒，一般无明显并发和继发症。

（3）重度重度。除具有中度中毒的大部分症状外，还出现强直性全身痉挛、手脚冰凉，完全丧失意识、心脏跳动沉闷而微弱、失去知觉，甚至会导致呼吸停止，中毒者的瞳孔放大，对光无反应，处于假死状态。 312 煤气中毒人员的急救。

（1）在抢救煤气中毒者时，要首先确定其中中毒轻重以采取相应措施和正确的处理方法。

（2）对于轻度中毒者，如出现头疼、恶心、眩晕、呕吐等症状患者，要使其脱离中毒现场，吸入新鲜空气或进行适当的补氧，其症状即可迅速消失。 （3）对于中度中毒者，如出现意识模糊，口吐白沫等症状，应立即进行现场输氧，待中毒者恢复知觉，呼吸正常后，再送附近卫生站治疗。

（4）对重度中毒者，如出现失去知觉，呼吸停止等症状时，应立即施行人工呼吸或强制苏生，在中毒者未恢复知觉前，不准用车送往较远的医院，中毒者身上没有出现尸斑或未经医务人员允许，不得停止急救。 （5）抢救中毒者的现场，必须设专人维护秩序。 （6）救护人员严禁不带呼吸器等个人防护器具，冒险到中毒区域抢救。 313 煤气中毒事故的预防。

作为生产和使用煤气的单位和企业，要预防煤气中毒事故的发生，必须强化管理、完善设备等方面下工夫，具体要做到以下几点。

（1）加强煤气安全管理，对于从事煤气作业的工人，应进行生产操作和安全技术教育，经考试合格方准上岗工作。

（2）严格执行有关的操作规程，禁止在煤气设备附近打瞌睡或睡觉。

（3）在有煤气的工作场所，空气中有毒气体浓度不得超过国家规定的有关有毒气体浓度的允许范围，如我国工业卫生规定，工作环境CO浓度不得超30mg/m3(24ppm)。 （4）定期用肥皂水或检漏仪检查煤气管道或设备，防止泄漏，确保其严密性。 （5）设备或管道检修时，首先要把设备或管道内煤气吹扫干净，新建或大修的煤气设备及管道要进行强度和密封性试验。 （6）在煤气区域工作，要2人以上，并要通知煤气防护站人员定期作CO含量分析。一旦发生煤气泄漏，则要站在上风侧监视，严禁任何人进入危险区，同时要立即通知有关单位处理。 （7）各厂要建立煤气中毒事故的抢救和急救体制,配备必要的防护器具和急救器材、如CO监测仪，空气呼吸器、苏生器等。平时要经常检查，确保各器具有效。 3．2煤气着火事故

321 煤气燃烧的必要条件。

煤气本身是一种可燃气体，煤气燃烧必须具有足够的空气或氧气充当助燃物质，同时必须有火源或者达到煤气燃点以上的高温，总之，煤气燃烧和其他可燃气体一样，需要同时具备着火的三要素即可燃物、助燃物和火源。根据多年的煤气着火事故资料进行的统计分析，发现煤气事故大多是在下述情况下发生的：煤气设备附近有火源存在，一旦煤气泄漏就引起了火灾；带煤气作业时使用铁质工具，由于敲打摩擦产生火花，引起煤气着火；在生产着的煤气设备上不采取安全措施进行动火作业，引起着火事故；煤气设备无有效接地，雷击后引起火灾。 322煤气着火事故的处理

发生煤气着火事故后，一般采取以下措施。

（1）事故发生后，事故单位要尽快通知防护站和消防对前来抢救，同时组织人员进行灭火和扑救工作。 （2）当设备或管道因轻微泄漏煤气而引起着火时，可直接用泥堵或用湿草袋扑灭。 （3）当设备或管道的煤气泄漏量较大时，应停止管道有关的用户使用煤气，并止火。具体的做法是：将煤气来源的总开关关上2/3，适当降低煤气压力，同时向着火管道两侧通入大量蒸汽和氮气灭火。但煤气压力不应低于200Pa，严禁突然关闭阀门或封水封，以防回火爆炸，但压力也不能过高，过高时，火势不容易控制。

（4）直径小于100mm的管道着火时，可直接将煤气阀门关死，切断煤气来源。 （5）管道内因焦油等引起着火时，可将管道的人孔，放散管等所有可能窜入空气的部分密闭封死，使火窒息。并向管道内通入大量蒸汽。 （6）着火事故发生后应立即向煤气设备和法兰喷水冷却，防止法兰和设备烧坏或变形。如煤气设备和管道温度已经升高几近红

热时，不可喷水冷却，以防设备管道变形或断裂。

323煤气着火事故的预防 （1）防火间距。

带煤气作业距工作场点40m内，禁止有火源并应采取防止着火的措施，与工作无关人员要离开作业点40m以外。 （2）防明火。

易燃可燃物堆放，烟火、加热、干燥、取暖、焊接切割等。 （3）消防设施。

消防许可、消防器材、消防用水、火灾监测报警。

（4）防其他火源。 防静电火花、电气火花、摩擦火花、雷电、自燃、硫化物反应等。 （5）防煤气泄露。 （6）加强管理。

动火作业、着火事故抢救、防爆炸后的着火。

33煤气爆炸事故

331 何时易发生煤气爆炸事故

煤气是含有多种可燃气体成分，如CO、H2、CH4等的混合气体，煤气与空气或氧混合达到爆炸极限时，遇明火即可迅速发生氧化反应，在瞬间放出大量的热，使气压和温度急剧升高，这时，气体具有较大的冲击力，遇到外力阻碍就会发生爆炸，通过对多年事故资料的统计分析，煤气爆炸事故大多发生在以下几种情况：

（1）煤气设备在动火时，没有吹扫干净煤气，盲目点火，造成煤气爆炸。

（2）生产与非生产的煤气设备只使用闸阀而没有可靠地断开，点火时造成煤气爆炸事故。

（3）处理煤气泄漏时，由于没有安全措施或没有按规定的操作程序和方法执行造成爆炸事故。

（4）长时间放置不用的煤气设备，没有处理残留的煤气就进行动火维修，造成爆炸事故。

（5）在送煤气操作中没有做爆发试验和气体监测，冒险进行点火造成爆炸事故。 （6）强制通风的炉子，由于突然停电或发生故障，致使煤气窜入风管造成爆炸事故。 （2）煤气爆炸事故的处理

煤气爆炸事故发生后一般会造成煤气设备损坏,跑煤气或跑煤气后产生着火以至中毒等事故。通常在煤气爆炸事故后紧接着就会发生煤气着火和中毒事故，或发生第二次爆炸，因此在处理煤气爆炸事故时要特别慎重。

（1）发生煤气爆炸事故后，事故单位要尽快通知煤气防护站和消防队前来抢救同时组织现有人员立即投入到事故抢救中，抢救时要设同一指挥。

（2）煤气发生设备出口阀门以外的设备或管道发生爆炸，还未着火时，应立即切断煤气来源，向设备或管道内通入大量蒸汽冲淡残余煤气以防再次爆炸。彻底切断煤气来源之前，有关用户必须止火；停用煤气。 （3）煤气发生设备出口阀门以外设备或管道发生爆炸，又引发着火时，应按着火事故处理，严禁切断煤气来源。

（4）因爆炸造成大量煤气泄露，一时不能消除时，应先适当降低煤气压力，并立刻指挥全部人员撤出现场以防煤气中毒，然后按煤气危险作业区的规定进行现场处理。 （5）煤气爆炸事故后如发生煤气着火、中毒事故，应按着火、中毒事故处理办法执行。 （6）处理煤气爆炸事故的现场人员要做好个人防护，以防煤气中毒。 （7）煤气爆炸事故在未查明事故原因之前不得恢复生产。

333煤气爆炸事故的预防

煤气爆炸事故会给国家财产带来重大的损失，同时也严重威胁着人们的安全和健康。因此要做好预防工作，防止煤气爆炸事故的发生。根据煤气爆炸的形成机理，防止煤气爆炸要防止煤气与空气接触形成爆炸性混合气体；在煤气区域内消除一切火源、避免积蓄热量。

（1）煤气设备和管道要保持严密，防止空气渗入形成爆炸性混合气体。

（2）新建或大修后，要用蒸汽或氮气吹扫尽设备和管道内的空气、同时要把人孔、各类阀门关严，水封和脱水槽要保持溢流。

（3）停用煤气时，要吹扫设备和管道内的残余煤气，此时可打开顶部或末段放散阀，另一头通以蒸汽或氮气进行吹扫。 （4）长时间放置不用的煤气设备在动火前必须重新处理残余煤气，测试合格后方可动火。

（5）在短时间停煤气时，要保持管网压力，如不能达到200Pa,可向管网内通入蒸汽或氮气来提高管网内压力。

（6）在管网停送煤气置换过程中，不允许用空气置换。

（7）在距离煤气设备和煤气作业区40m范围内，严禁火源。

（8）煤气设备上的电器开关、马达、照明均应采用防爆式。 4 结束语

熟悉了解冶金煤气的性质，掌握好煤气三大事故的预防和控制措施，就能保证冶金煤气的安全生产和使用，使冶金煤气这一高质量的二次能源得以充分利用，为建设“节能降耗”型企业做出突出的贡献。

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一、大气污染的主要成份及危害有以下五种：

(1) 颗粒物质 颗粒物质的来源可分为天然来源和人为来源，而以人为来源为主。直接由污染源排放出来的称为一次颗粒物质；大气中某些污染组分之间，或这些组分与大气成分之间发生反应而产生的微粒，称为二次颗粒物质。人为来源主要是燃料燃烧过程中形成的煤烟、飞灰等，各种工业过程排放的原料或产品微粒，汽车排放的含铅化合物，以及化石燃料燃烧排放的SO2在一定条件下转化为硫酸盐等。天然来源，如风起尘埃，海浪溅出的浪沫，火山灰，森林火灾的燃烧物，宇宙陨星尘以及植物的花粉等。颗粒物质是重要的大气污染物，大气中的一些有毒物质绝大部分都存在于颗粒物质中，对人及动植物的危害很大。

(2) 硫氧化物SOx 大气中的硫氧化物主要是SO2，还有小部分SO3。主要来自发电厂和供热厂中含硫化石燃料(其中80%是煤)的燃烧，其次是冶炼厂、硫酸厂的排放气，有机物的分解和燃烧，海洋及火山活动等。从化学热力学来看SO2的平衡转达化率高，易生成SO3。从化学动力学看，可以通过催化氧化(悬浮在大气中的铁盐、镁盐起催化剂作用)或学化学氧化(主要是在波长为290~400nm的紫外光作用下)生成SO3,SO3极易与水汽生成硫酸雾或硫酸雨。SO2不但对人的呼吸道有强烈的刺激性，它对植物还会产生漂白的斑点、抑制生长、损害叶片和降低产量。当空气中有微粒物质共存时，其危害可增大3~4倍(如前述的伦敦烟雾就是例证)。SOx许多不良作用是由于SOx与水作用生成的硫酸造成的。硫酸和硝酸的酸雨己严重危害我国和世界许多地区，成为举世瞩目的三大全球性公害之一。

(3) 氮氧化物NOx 氮氧化物的种类很多，造成大气污染的主要是NO和NO2 等。它们主要来自矿物燃料的高温燃烧(如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉等的燃烧)过程中，由空气中的N2和O2反应生成的NO、NO2(N2+O2­­===2NO, 2NO+O2===2NO2)也部分来自于生产和使用HNO3的工厂的排放气，还有氮肥厂、有机中间体厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂的某些生产过程。现在，每年向大气排放NOx几千万吨。NO会刺激呼吸系统，还能与血红素结合成亚硝基血红素而使人中毒。NO2能严重刺激呼吸系统，并能使血红素硝基化，危害比NO的更大。另外。NO2还会毁坏棉花、尼龙等织物，使柑桔落叶和发生萎黄病等。另外，也会形成硝酸酸雨产生危害。

(4) CO和CO2 CO是人类向大气排放量最大的污染物，主要来自燃料的不完全燃烧。但是近来的研究指出天然产生的CO也不容忽视。由于近代对燃烧装置和燃烧技术的改进，所以从固定燃烧装置排放的CO量逐渐有所减少，而由汽车等移动源燃烧产生CO的量每年约有25亿t，占人为污染源排放的CO总量的70%左右。现代发达国家城市空气中的CO有80%是汽车排放的。

低层大气中相当丰富的CH4可被氢氧自由基(––OH)作用生成甲基自由基(––CH3)，继而转变成CO。海洋是另一个重要的天然来源。早先人们认为海洋是吸收CO的重要渠道，但现在发现海洋对CO是过饱和的，这样海洋中的CO浓度反而高于大气中的CO浓度。海洋每年向大气排放CO约达06亿t。

CO是无色、无臭、无气味的气体。一般城市空气中的CO含量水平对植物及有关微生物均无害，但对人和动物有害，因CO能与血红蛋白化合，生成“碳氧血红蛋白”。CO与血红蛋白的结合能力比O2与血红蛋白的结合能力要大200~300倍，因此CO进入血液后，会使血液输氧能力降低甚至失去输氧能力，导致人体缺氧。轻度中毒有头痛、恶心等症状，严重时则昏迷、痉挛甚至死亡。

CO2与CO不同，它本身没有毒性，因此过去都不把CO2列为污染物，但从长远观点年，CO2也是相当重要的污染物。近一个多世纪以来，随着工业、交通和能源的高速发展，排入大气中CO2的日益增多，超过了植物的光合作用等自然界消除CO2的能力，而使CO2浓度迅速增加。CO2是一种温室气体，其含量的不断增加会引起全球气候变暖。

(5) 烃类CxHy (或简写为HC) 烃类是通过炼油厂排放气、汽车油箱的蒸发、工业生产及固定燃烧污染源等进入大气的。一个更重要的来源是汽车尾气，尾气中总含有相当量的未燃尽的烃类，除非采取特别措施保证燃烧完全。这些烃类大多是饱和烃(如CH4、C2H6、C8H18等)，更为严重的是其中一小部分由饱和烃裂解而产生的活性较高的烯烃，例如辛烷裂解产物乙烯、丙烯、丁烯等不饱和烃(可占排放气的45%)更易和O2、NO及O3等发反应，生成光化学烟雾中的某些极有害成分。

烃类的生物来源也是不容忽视的，其中主要释放物有CH4、萜烯类化合物(广泛存在于某些植物的叶、花或果实中)等。这些物质释放量虽大，但分散在广阔的大自然中，所以并未构成对环境和人类的直接危害。但研究表明，CH4浓度的增加会强化温室效应。

二、防治大气污染的措施有以下几种：

1． 合理安排工业布局和城镇功能分区。应结合城镇规划，全面考虑工业的合理布局。工业区一般应配置在城市的边缘或郊区，位置应当在当地最大频率风向的下风侧，使得废气吹响居住区的次数最少。居住区不得修建有害工业企业。

　　2 加强绿化。植物除美化环境外，还具有调节气候、阻挡、滤除和吸附灰尘，吸收大气中的有害气体等功能。

　　3． 加强对居住区内局部污染源的管理。如饭馆、公共浴室等的烟囱、废品堆放处、垃圾箱等均可散发有害气体污染大气，并影响室内空气，卫生部门应与有关部门配合、加强管理。

　　4． 控制燃煤污染。①采用原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40%一60%的无机硫。优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。②改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石，与二氧化硫发生反应，生成硫酸钙随灰渣排出。对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。③开发新能源，如太阳能，风能，核能，可燃冰等，但是目前技术不够成熟，如果使用会造成新污染，且消耗费用十分高

　　5． 加强工艺措施。①加强工艺过程。采取以无毒或低毒原料代替毒性大的原料。采取闭路循环以减少污染物的排除等。②加强生产管理。防止一切可能排放废气污染大气的情况发生。③综合利用变废为宝。例如电厂排出的大量煤灰可制成水泥、砖等建筑材料。又可回收氮，制造氮肥等。

　　6．区域集中供暖供热设立大的电热厂和供热站，实行区域集中供暖供热，尤其是将热电厂、供热站设在郊外，对于矮烟囱密集、冬天供暖的北方城市来说，是消除烟尘的十分有效的措施。

　　7．交通运输工具废气的治理。减少汽车废气排放。主要是改时发动机的燃烧设计和提高油的燃烧质量，加强交通管理。解决汽车尾气问题一般常采用安装汽车催化转化器，使燃料充分燃烧，减少有害物质的排放。转化器中催化剂用高温多孔陶瓷载体，上涂微细分散的钯和铂，可将NOX、HC、CO等转化为氮气、水和二氧化碳等无害物质。另外，也可以开发新型燃料，如甲醇、乙醇等含氧有机物、植物油和气体燃料，降低汽车尾气污染排放量。采用有效控制私人轿车的发展、扩大地铁的运输范围和能力、使用绿色公共汽车(采用液化石油气和压缩燃气)等环保车辆，也是解决环境污染的有效途径。

　　8．烟囱除尘。烟气中二氧化硫控制技术分干法（以固体粉末或颗粒为吸收剂）和湿法（以液体为吸收剂）两大类。高烟囱排烟烟囱越高越有利于烟气的扩散和稀释，一般烟囱高度超过100m效果就已十分明显，过高造价急剧上升是不经济的。应当指出这是一种以扩大污染范围为代价减少局部地面污染的办法

煤的储存时间应根据煤的等级确定。一般无烟煤和贫煤的储存时间可以稍长，但最好不要超过4个月。长焰煤、不粘煤、弱粘煤和褐煤的储存时间不应超过1个月。

煤灰露天存放时，要严格按照《煤炭作业规程》的存放要求，重点做好防风、防洪、防自燃工作: 1防风:天气干燥时，遇大风会吹走一些细小颗粒，尤其是汽车碾压的煤场。强风会造成吨的损失。浇水可以有效解决煤尘飞扬的问题，起到环保的作用；

2下雨天做好防汛工作:如果下太多雨，可能会冲走煤炭或造成货堆倒塌。如果煤场没有围栏，可以用装满煤的编织袋围起来，大约1米高，可以有效防止坍塌。此外，必须保持排水设施畅通；

3防止自燃:防止煤堆自燃的主要途径是隔绝空气、水和煤的接触，防止温度或水的过度积累，采取测温、喷水等预防措施。

需要强调的是，喷水降温是防止煤堆自燃最糟糕的政策。如果喷水不足，可能会适得其反。此外，如有可能，在煤场的煤堆内设置测温元件，以便及时控制煤堆的自燃 问题。 4储煤区尽量避免其他散装货物，防止污染其他货物或改变煤质。

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一、煤是埋藏在地下的古老植物通过复杂的生化和物理化学变化形成的固体可燃矿物。 煤被称为黑金和工业食品。它是18世纪以来人类世界使用的主要能源之一。进入21世纪以来，虽然煤炭的价值比以前低了很多，但毕竟煤炭长期以来一直是我们生产生活不可或缺的能源之一，煤炭的供应也关系到我国工业乃至整个社会发展的稳定。煤炭供应安全也是我国能源安全中最重要的一环。

二、煤中的无机物质含量很少，主要有水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值。矿物质是煤炭的主要杂质，如硫化物、硫酸盐、碳酸盐等，其中大部分属于有害成分。