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有关燃气中氧含量安全标准的探讨吴淞煤气厂鲁友敬程广宇张建华摘要:作者通过对人工燃气的生产实际分析,提出燃气中含氧量控制在2%以下足以保证安全生产的观点,认为这样既符合实际情况,又能节约燃气和有利环境,一、前言随着我国城市煤气事业的迅猛发展,作为城市煤气主要气源之一的人工煤气也在不断发展,它具有有毒、易燃和易爆的特点由于煤气的易爆性,因此,氧含量指标在整个生产和净化工艺过程 中历来是十分重视的,甚至把它看做是一个不可逾越的界限,规定在1%以下,好象一旦超过就会发生重大生产和伤亡事故.首先,本文着重探讨我厂各人工煤气的爆炸极限,以及在净化过程中,各化工设备允许的含氧量,目的是为了使从事这一工作的科技人员做到对煤气生产和各净化工段中含氧量有一定的了解,出现含氧量有较大波动时,能及时找出设备中的问题,从而防止爆炸事故的发生;同时对煤气中氧含量指标有一个理性 的认识其次,在保证煤气停产检修和恢复生产时的安全前提下,为减少大气的污染例如设备、管道换气时,尽可能使煤气少排放到大气 中,减少环境污染及由此带来的经济损失这时氧的含量为多少?也是本文所要探讨的下表1为吴淞厂正常生产状况下,上述两个问题,我们通过理论研究和实际人工煤气运行情况,研讨选择含氧量多少才能在确保安全情况下的最经济、污染少的运行工况和检修操作。

二、爆炸反应的理论概念1、爆炸一一物质发生变化的速度不断急剧增加,并在极短的时间内放 出大量能量的现象,称为爆炸爆炸时,温度与压力急剧升高,产生爆破或冲击作用.它一般有两种形式,即物理和化学爆炸,这里仅以化学爆炸进行分析2 的爆炸、化学爆炸一一是由于化学反应引起化学爆炸实质上就是高速度的燃烧,它的作用时间极短随着燃烧产生的大量的气体和热量,气体骤然膨胀产生很大压力,因此化学爆炸随着就发生火灾爆炸极限一一可燃气体、可燃物的3’‘~‘’一’‘一“””“”、“” ”“‘”‘ 蒸气或可燃粉尘和空气的混合物 由于着火而引起爆炸时,其所含有气体的最大混合百分比叫做爆炸上限,最小混合百分比叫做爆炸下限三、几种燃气的爆炸极限各种燃气的爆炸极限:( (上海煤气) )1995年第4期(总1 94期)13机机机炉煤气气水炉煤气气油制气气市用煤气川川市用煤气‘ ””C C CO:%%%4一5.5 5 57一9 9 97一9 9 96一7 7 76一8 8 8C C CmHn%%%%%%%%%7.5一日2 2 27.5一8.5 5 5C C C:H:%%%%%%%0.9一1.4 4 4 4 4 4 4C C C:H。

佑佑佑佑12一16 6 6 6 6 6 6C C C:H0.6一1.0 0 0 0 0 0 0C C C3H0 0 0 0 0 0 00 0 0:%%%0.4一0.8 8 802一06 6 60.5一1.0 0 00.6一1.0 0 00.6一1.0 0 0C C Cd%%%26一28 8 833一35 5 57一, ,,18一20 0 0门门 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 18一2 0 0 0C C CH.0、2一0.6 6 60.4一08 8 82 1一24 4 411.5一12.5 5 51 1一12 2 2H H H:%%%9一10 0 043一47 7 734一38 8 82 3一2 7 7 725一28 8 8N N N,%%%5 5~59 9 9.9一13 3 35一8 8 825一30 0 02 5一30 0 0爆爆炸下限‘””一20%%%6%%%5%%%7%%%7%%%爆爆炸上限川川73$ $ $70%%%36%%%4 7%%%48%%%注1:机炉煤气和油制气混合j L r t的市用煤气;注2:机炉煤气、水炉煤气和油制气棍合后的市用煤气注3:各燃气的爆炸下限是根据勒·夏特尔公式,关于两种以上可燃气体棍合物的爆炸极限的计算而得,是大气压力下,空气中混合气体的爆炸极限.表2:有关文献中各燃气的爆炸极限序序号号燃气类别别爆炸极限(体积%) ) ) 五五五五于一限!下限一一天天天然气气{、、1 1 1 1 1天然气气5.。

}15一 : :2 2 2 2 2汕田伴生气气! ! ! 一一一一三:一2一11 4.2 2 23 3 3 3 3矿井气气6,516.85 5 5人人人工燃气气气 1 1 1 1 1干馏煤气气气 焦焦焦炉煤气气咚.53 8,5 5 5连连连续式直立炭化炉煤气气4.9确三J;9 9 9立立立箱炉煤气气5.742.2. . .2 2 2 2 2气化煤气气一一~~‘动山.‘~, ‘~ .,,门,序.门 .月⋯卜 . , . .. 目. .‘. .月-一卜目目..,户 . 护加~ 曰冲.~ ~ ~发发发生炉煤气气21.56 75 5 5水水水煤气气6‘2‘70.4 4 4压压压力气化煤气气5,54了一. . .3 3 3 3 3油制气气气 重重重油蓄热催化裂解气气474 2.9 9 9重重重油 蓄热热裂解气气3.72 5.7 7 7重重重油部分氧化 法气气6472.5 5 54 4 4 4 4高炉煤气气22‘656.2 2 25 5 5 5 5液化石油气气1.7‘ 9.7 7 7( (上海煤气) )1995年第4期(总194期)14四、城市煤气中氧含量的问题小对爆炸极限有影响,所以对氧含量的要求从本厂资料或有关文献中可看出,各燃较高,但是否一定要氧含量小于1%才能工气的爆炸上限没有超过80%的,这样空气作呢?在查阅的电捕焦油器说明书并没有文所占比例即为大于20%,则氧含量大于4字说明氧含量一定要小于1%,而在有 的文%,这样越过置换终止点的20%的安全系献中却提到了氧含量小于2%就可安全使用数时,此时氧含量也可达3。

2%,因此生电捕焦油器;同时在现实生活中,我厂是一产中要求氧含量指标小于1%是有点过于求个调度厂‘,油制气生产有时开力.、六台炉子,稳了,尤其在某些无着火源的工段中要求氧有时开一台或两台,在此工况千‘ 的氧含量会含量达到小于1%更是大可 不必出现在1一2%,而 此时电捕焦油器仍能达在煤气净化工艺中,电捕焦油器是以高到安全生产由此 可见,‘场初规定含氧量指压电源接在电极上,是回收净化系统中较危标小于1%对现在生 产可能 t ’J点不适应 了险的部门同时,由于压力、温度及容器大表3、电捕焦油器安全运转状况下的含氧量(吴厂)日日期(94年) ) )2八7 7 74/21 1 14/22 2 25/ 4 4 45/19 9 95/23 3 35/31 1 16八八6/2 2 26/3 3 3氧氧含量%%%1.5 5 51.7 7 71.3 3 31.8 8 81.3 3 31.7 7 71.3 3 31.3 3 31.4 4 42.() ) )近来,随着煤气事业的发展,不少科技区者注意到了这个问题,有的已发表文章提出看法;有的在安全生产前提下,大胆地超越了这一含氧量指标进行作业因此 是否 应该制定一个适合于目前生产状况的氧含量质量标准。

五、城市煤气中氧含量问题的看法1、无论是理论依据、文献资料,还是实际生产情况,都说明氧含量指标小于1%是不适当的因此在没有确定新的指标前,在确保安全下,根据以L的论证,暂定氧 含量小于2%是 可行的2、从减少环境污染、降低能耗来讲,气柜或其它设备中气体 置换后棍合煤气 的氧含量小于2%足以到达安全操作状况因为,首先前面 已提及越过置换终止点的20%安全系数时,氧含量可达32%;其次气柜中无明火源,故氧含量小于2%已是十分安全的了‘ 例如在一个2万立方米气柜中置换气体,要把煤气中氧含量2%置换至小于1%,则至少要浪费煤气约1万立方米,按每立方米煤气成本价 为0 .8 0元算,就要损失人民币8 ,000元,还 不包括消耗的动力( (上海煤气) }1995年第4期(总194期)15能和污染环境所带来的危害所以从这一方面来看,暂定氧含量小于2%也是必要的3、目前因各类事故苗子较 多,同时设备检修、跳电等引起停产和复产次数也 多,取样分析含氧的次数大大增加,有时含氧量在11%时,设备就停产,停产时间的增加,造成人力、物力的损失,所以定一个安全合理的燃气 中含氧标准是极为重要的4、从 目前来看,氧含量指标小于1%已失去了技术和实用意义,需要做些必要的研究和讨论,定出一个合理的标准‘本文通过 理论推导和实际生产情况,大胆地暂定了小于2%的氧含量。

当然,本文是一篇探讨性学术文章,可能有些不足之处或错误,望有关科技人员提出宝贵意见,以达到共同促进煤气事业发展的目的。