Доменный газ это: Оценка возможности образования взрывоопасных газовых смесей на газоочисном оборудовании металлургических производств

Содержание

Оценка возможности образования взрывоопасных газовых смесей на газоочисном оборудовании металлургических производств

Автор(ы): Крамченков Евгений Михайлович, Стерлигов Вячеслав Анатольевич, Симиниченко Станислав Викторович, Стуканев Юрий Леонидович
Рубрика: Технические науки
Журнал: «Евразийский Научный Журнал №2 2016» (февраль)
Количество просмотров статьи: 3650
Показать PDF версию Оценка возможности образования взрывоопасных газовых смесей на газоочисном оборудовании металлургических производств

Е.М.Крамченков, В.А.Стерлигов, С.В.Симиниченко, Ю.Л.Стуканев
Оценка возможности образования взрывоопасных газовых смесей на газоочистном оборудовании металлургических производств

Одной из особенностей металлургического производства является получение вторичных топливных энергетических ресурсов. К этим ресурсам относятся, в первую очередь, доменный, коксовый, конвертерный газы, а также некоторые другие [1,2]. Вышеуказанные газы перед их использованием либо в металлургических технологиях, либо в качестве топлива проходят системы газоочистки, являющиеся опасными производственными объектами, в которых из газов удаляются пыль и некоторые другие соединения. Существует достаточно большое количество установок для очистки газов, но самыми распространенными являются установки, работающие по принципу орошения газов водой, что приводит к частичному удалению из них пыли, снижению температуры газов и их увлажнению. Такие установки, в частности применяются при очистке доменного газа перед подачей этого вида топлива в газовую сеть металлургического предприятия. Принципиальная схема газоочистки доменного газа приведена на рисунке. В данной статье рассматривается возможность образования взрывоопасной смеси доменный газ-воздух при переходных режимах работы газоочистного оборудования.

Доменный газ – побочный продукт доменного производства, образующийся в ходе ведения доменной плавки. В зависимости от состава шихты, подаваемой в доменную печь, состав доменного газа может различаться.

Усредненный состав доменного газа: СО – 25,2 %; СО₂ – 6,7 %; Н₂ – 10,1 %; N₂ – 58,0 %. При применении дутья, обогащенного кислородом состав может меняться в сторону увеличения доли Н₂ (она может достигать 10…12%) и СН₄ (до 1%). Доменный газ характеризуется низкой реакционной способностью вследствие наличия балластных составляющих N₂ и СО₂; низшая теплота сгорания доменного газа изменяется в пределах 3,6…4,6 МДж/м³. Газ воспламеняется в смеси с воздухом в пределах концентраций 40…70%. Минимальная температура воспламенения составляет 680°С. Жаропроизводительность (адиабатная температура горения) 1500°С.

Основной горючий компонент доменного газа – СО и наличие балластных составляющих обеспечивают такое свойство доменного газа, как низкая скорость распространения пламени, причем в неподвижных газовых средах горение газа осуществляется в ламинарном диффузионном режиме [4].

Упомянутые выше переходные режимы работы газоочистного оборудования в большинстве случаев связаны с изменением режима работы доменной печи и наибольшую опасность с точки зрения образования взрывоопасных концентраций является остановка печи, что, в свою очередь, приводит и к остановке газоочистного оборудования.

В случае остановки обслуживающий персонал в соответствии с планами организации и проведения газоопасных работ осуществляет мероприятия по вентиляции газоходов и аппаратов, а именно: открытие атмосферных клапанов на скруббере и циклоне, продувочных свечей на газопроводах чистого доменного газа, атмосферных клапанов и продувочной свечи на пылеуловителе и вентиляционных люков на газопроводах чистого и получистого доменных газов. Эти мероприятия позволяют в течение определенного времени (6-8 часов) осуществить газообмен в трубопроводах с замещением доменного газа атмосферным воздухом. Процесс газообмена может длиться несколько часов и определяется температурой доменного газа, температурой окружающей среды, объемом газопроводов и аппаратов, площадью сечений арматуры, предназначенной для вентиляции, а также рядом других факторов.

Наличие окиси углерода во внутреннем пространстве газоочистки и возможность проведения работ на аппаратах и газопроводах определяется по результатам анализа двух последовательно взятых проб газа. Пробы берутся из скруббера и циклона. Второй особенностью проведения работ является тот факт, что в ходе процесса газообмена во внутренних объемах газопроводов и аппаратов возможно образование взрывоопасных концентраций газовоздушной смеси. В связи с этим Правила [5] предусматривают специальные меры безопасности, связанные с недопущением искрообразования при проведении газоопасных работ.

Рассмотрим методику, с помощью которой можно оценить вероятность образования взрывоопасной смеси в объеме аппаратов и трубопроводов системы газоочистки.

Принимаем следующий усредненный состав доменного газа:

СО – 25,2 %; СО₂ – 6,7 %; Н₂ – 10,1 %; СН₄ – 0 %; N₂ – 58,0 %

Молярные массы газов:

СО – 28 кг/кмоль; СО₂ – 44 кг/кмоль; Н₂ – 2 кг/кмоль; СН₄ – 16 кг/кмоль; N₂ – 28 кг/кмоль.

Молярная масса смеси (доменного газа)

Плотность доменного газа

Теплота сгорания газа определяется по формуле Менделеева

Данные по концентрационным пределам взрываемости компонентов чистого газа:

Н₂ – нижний предел 4 %; верхний предел – 75 %.

СО — нижний предел 12,5 %; верхний предел – 75 %.

Для определения пределов взрываемости смесей газов без учета балластной составляющей руководствуются принципом Ле-Шателье [4]:

где с – содержание горючего компонента, n – нижний (верхний) предел взрываемости. В соответствии с этим принципом нижний теоретический предел взрываемости смеси СО и Н₂ составит:

и верхний теоретический предел взрываемости

Учет влияния балластных примесей на значения пределов взрываемости смесей газов произведем по методике [4].

Если принять долю балластной составляющей за величину K, то в нашем случае она составит 0,647. Вычисляем вспомогательный коэффициент

Действительные пределы вычисляем по формуле:

тогда

Очевидно, что наличие балластных компонентов в доменном газе существенным образом изменяет значения пределов взрываемости газа.

Описанная выше методика вентиляции газоходов и аппаратов может привести к ситуации, когда в отдельных элементах газоочистного тракта существует вероятность образования смеси монооксида углерода с воздухом с концентрацией попадающей в «вилку» между значениями нижнего и верхнего пределов взрываемости. При этом стечение нескольких обстоятельств может привести к взрыву смеси, а именно:

проведение газоопасных работ с нарушением правил безопасности вследствие чего возможно попадание пламени (искры) во внутреннее пространство газопровода;
возникновение за счет энергии пламени (искры) ламинарного диффузионного режима горения доменного газа;
распространение фронта пламени с небольшой скоростью, которое в конечном итоге может достичь локального объема, характеризующегося наличием взрывоопасной концентрации доменного газа и воздуха;
значительное ускорение скорости реакции окисления доменного газа при определенной концентрации последнего, приводящее к скачкообразному повышению давления (взрыву).

Таким образом, можно заключить следующее: с целью обеспечения безопасности и недопущения образования взрывоопасных смесей в газовом тракте доменного газа при переходных режимах работы необходимо разработать решение по оснащению аппаратов и газопроводов тракта доменного газа от колошника доменной печи до коллектора чистого доменного газа системой продувки. В составе системы продувки следует предусмотреть подсистему подачи инертного газа (азота) в аппараты и газопроводы, разместив арматуру подачи таким образом, чтобы обеспечить отсутствие застойных зон, где мог бы остаться доменный газ. Одновременно с этим следует запроектировать подсистему эвакуации газовой смеси — продувочные газопроводы (свечи), которые могли бы обеспечить рассеивание выходящего из них газа (азото-доменной смеси) в атмосфере.

Для определения момента полного замещения доменного газа азотом следует предусмотреть возможность взятия газового анализа в необходимых точках газового тракта.

Литература

Взрывы газов в доменном производстве / В.П. Русских, А.А. Томаш, В.П. Тарасов, Е.И. Хрущёв. Мариуполь, ПГТУ — 2006. — 99 с..
Бабайцев И.В. Взрывопожаробезопасность металлургического производства // Научные школы МИСиС. М.: МИСИС. — 1997. — с. 295.
Акинин Н.И. Анализ причин аварий и травматизма на опасных производственных объектах // Металлург. 2004 — №10. — с. 22-24.
Иост В. Взрывы и горение в газах. М., Изд-во иностранной литературы, 1952, 687 с..
Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при получении, транспортировании, использовании расплавов черных и цветных металлов и сплавов на основе этих расплавов»

ДОМЕННЫЙ ГАЗ — это что такое ДОМЕННЫЙ ГАЗ

Значение слова «ДОМЕННЫЙ ГАЗ» найдено в 12 источниках

найдено в «Большой Советской энциклопедии»

колошниковый газ, отходящий газ доменных печей, представляющий собой продукт главным образом неполного сгорания углерода. Химический состав (при выплавке чугуна на каменноугольном коксе): 12—20% углекислого газа, 20—30% окиси углерода, до 0,5% метана, 1—4% водорода, 55—58% азота. Используется на металлургических заводах как топливо. Теплота сгорания Д. г. примерно 3,6—4,6 Мдж/м³ (850—1100 ккал/м³). При обогащении дутья кислородом содержание азота в газе снижается и соответственно этому возрастает количество др. газов (в том числе окиси углерода и водорода), а также теплота сгорания.

найдено в «Большой советской энциклопедии»

ДОМЕННЫЙ ГАЗ, колошниковый газ, отходящий газ доменных печей, представляющий собой продукт гл. обр. неполного сгорания углерода. Хим. состав (при выплавке чугуна на кам.-уг. коксе): 12-20% углекислого газа, 20-30% окиси углерода, до 0,5% метана, 1-4% водорода, 55-58% азота. Используется на металлургия, з-дах как топливо. Теплота сгорания Д. г. примерно 3,6-4,6 Мдж/м³(850-1100 ккал/м³). При обогащении дутья кислородом содержание азота в газе снижается и соответственно этому возрастает кол-во др. газов (в т. ч. окиси углерода и водорода), а также теплота сгорания.

найдено в «Энциклопедическом словаре по металлургии»

[blast-furnace gas] — побочный продукт доменного производства, низкокалорийный газ, содержащий 30-35 % горючих составляющих и большое количество балласта (N₂ и СО₂). Примерный состав сухого доменного газа, об. %: 12 СО₂; 30 СО; 0,2 СH₄; 3 H₂; 54,8 N₂. Температура доменного газа на выходе из печи 250-350 °С, содержание пыли в доменном газе (колошниковая пыль) 15-60 г/м³, удельная теплота сгорания 3,6-4,6 МДж /м³. Доменный газ ядовит и взрывоопасен при концентрации 35 — 75 об. %. Выход доменного газа, определенный удельным расходом углерода, 1500-2500 м³/т чугуна. Используется на металлургических заводах как низкокалорийное топливо. Доменный газ часто называют колошниковым;
Смотри также:
— Газ
— ферросплавный газ
— технологический газ
— природный газ
— попутный газ
— полукоксовый газ
— плазмообразующий газ
— первичный газ
— отопительный газ
— конвертированный газ
— конвертерный газ
— коксодоменный газ
— коксовый газ
— идеальный газ
— генераторный газ
— взрывоопасный газ
— торфяной газ
— смешанный газ

найдено в «Большом энциклопедическом политехническом словаре»

колошниковый газ, — отходящий газ доменных печей, представляющий собой продукт гл. обр. неполного сгорания углерода. Хим. состав (при выплавке чугуна на кам.-уг. коксе): 12 — 20% диоксида углерода, 20 — 30% оксида углерода, до 0,5% метана, 1 — 8% водорода, 50 — 58% азота. При обогащении дутья кислородом содержание азота в газе понижается при соответствующем повышении концентрации др. компонентов. Д. г. используют на металлургия, з-дах как топливо. Теплота сгорания Д. г. примерно 3,6 — 4,6 МДж/м³.

найдено в «Энциклопедическом словаре по металлургии»

колошниковый газ — отходящий газ доменных печей, представляющий собой продукт главным образом неполного сгорания углерода. Химический состав, %: СO₂ 12-20; СО 20 — 30; H₂ 1 — 8; метана до 0,5; N₂ 50 — 58. При обогащенном дутье содержание N₂ понижается. Доменный газ используют на металлургических заводах как топливо. Теплота сгорания доменного газа примерно 3,6 — 4,6 МДж/м³.

АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

Доменный газ, его характеристики и требования безопасности – IspatGuru

Доменный газ, его характеристики и требования безопасности

Доменный газ, его характеристики и требования безопасности при производстве чугуна (жидкого чугуна) в доменной печи, где железная руда восстанавливается коксом для получения чугуна. Доменный газ, выходящий из верхней части доменной печи, находится под высоким давлением (обычно от 1,5 до 2,5 атм в современных доменных печах) и обычно имеет температуру от 100 до 150 °C. при спуске бремени эта температура может быть выше.

Обычная доменная печь производит 1200 – 2000 Н м 3 доменного газа на тонну чугуна. Энергосодержание этого газа может равняться энерговыделению около 1,2 млн кал/т (5 ГДж/т) чугуна, или примерно 30 % общего потребления энергии в доменной печи. Это энергосодержание можно использовать путем извлечения, очистки и хранения доменного газа и использования его в качестве топливного газа на сталелитейном заводе или в котлах для производства пара для выработки электроэнергии. Теплотворная способность доменного газа варьируется, но обычно является низкой (от 650 ккал/Н м3 до 900 ккал/Н·м3 и зависит от концентрации CO). Поэтому перед использованием доменный газ часто обогащают коксовым газом или природным газом.

В случаях, когда доменная печь оборудована системой загрузки с двумя колпаковами, примерно 1,5 % доменного газа теряется при каждой загрузке печи. Большую часть этого газа можно извлечь, выпустив газ высокого давления между двумя колпаками в сторону низкого давления системы сбора газа непосредственно перед открытием верхнего колпака для загрузки.

ДП, образующийся в верхней части доменной печи, насыщен водой и пылью. Содержание водяного пара составляет от 20 до 115 граммов на кубометр, а содержание пыли — от 20 до 40 граммов на кубометр. Размер частиц пыли может варьироваться от нескольких микрон до 6 мм. Запыленный доменный газ очищается в два этапа. На первом этапе крупные частицы пыли удаляются в пылеуловителе сначала за счет снижения скорости газа, а затем за счет реверсирования потока газа. На втором этапе более мелкие частицы пыли из доменного газа удаляются либо на установке мокрой очистки газа, где газ промывается водой в ряде скрубберов, либо на установке сухой очистки газа, где более мелкие частицы пыли удаляются рукавными фильтрами.

Высокое верхнее давление доменного газа используется для работы генератора, известного как турбина рекуперации верхнего давления газа (TRT). В зависимости от размера доменной печи и давления колошникового доменного газа ТРТ может вырабатывать электроэнергию (мощность) до 35 кВтч/т чугуна без сжигания топлива.

Диапазон состава доменного газа указан в таблице 1. На рис. 1 представлен типичный анализ доменного газа.

909036 36 CO

Таблица 1 Состав доменного газа

Chemical name	Chemical formula	CAS number	EC number	% Volume

Nitrogen	N2	7727-37-9	231-783-9	40,0-60,0
Монооксид углерода	60026	211-128-3	20.0-28.0
Carbon dioxide	CO2	124-38-9	204-696-9	17. 0-25.0
Hydrogen	h3	1333-74-0	215-605-7	1,0-7,0

в верхней части печи составляет от 40 % до 45 % от общего объема газа. Соотношение CO/CO2 может варьироваться в доменной печи. Более высокий процент CO в газе делает доменный газ более опасным. Содержание водорода в газе может варьироваться в зависимости от типа и количества топлива, впрыскиваемого в фурмы доменной печи. Балансовым компонентом доменного газа является азот. Метан (Ch5) также может присутствовать в доменном газе до 0,2 %. В доменной печи также может образовываться некоторое количество гидроцианида (HCN) и цианогенного газа (CN2) из-за реакции азота в дутье горячего воздуха и углерода кокса. Реакция катализируется оксидами щелочных металлов. Эти газы очень ядовиты. ДП-газ может содержать эти цианосоединения в диапазоне от 200 до 2000 мг/м3.

Характеристики BF газа

BF газ имеет следующие характеристики

BF газ почти бесцветный (слегка беловатый) и обычно не имеет запаха. Однако он может иметь легкий запах серы, но на это не следует полагаться как на предупреждение о его присутствии.
ДП газ бедный топливный газ с теплотворной способностью (CV) в диапазоне от 650 до 900 ккал/Н м3. CV доменного газа очень сильно зависит от расхода кокса в доменной печи.

9Газ 0129 BF имеет высокую плотность. Он составляет около 1250 кг/куб.м при стандартной температуре и давлении (СТД), что соответствует температуре 0 градусов по Цельсию и давлению в 1 атм. Эта плотность является самой высокой среди всего газообразного топлива. Поскольку плотность выше плотности воздуха, в случае утечки он оседает на дно.
ДП имеет низкую теоретическую температуру пламени, которая составляет около 1455°C.
ДП газ имеет низкую скорость распространения пламени. Это ниже, чем у любого другого распространенного газообразного топлива.
BF газ горит несветящимся пламенем.
Температура самовоспламенения доменного газа составляет около 630°C.
ДП имеет нижний предел взрываемости (НПВ) 27 % и верхний предел взрываемости (ВПВ) 75 % в воздушно-газовой смеси при нормальной температуре и давлении.
Газ BF легко воспламеняется и может образовывать взрывоопасные смеси с воздухом, которые легко воспламеняются от статического заряда.
ДП газ имеет стабильную химическую стабильность при нормальных условиях хранения и обращения.

БТ-газ считается опасным материалом в соответствии с критериями, указанными в REACH [РЕГЛАМЕНТ (ЕС) № 1907/2006] (REACH – важная часть европейского законодательства. Аббревиатура расшифровывается как R egistration, E valuation, A разрешение и ограничение использования химических веществ Ch ) и CLP [РЕГЛАМЕНТ (ЕС) № 1272/2008] и OSHA 29 CFR 1910.1200 Стандарт оповещения об опасности. Более высокая концентрация угарного газа в доменном газе делает этот газ опасным. Наличие газа BF в окружающей среде измеряется газоанализатором CO.

ДП является токсичным газом. Следовательно, в зоне доменного газа уровень газа CO необходимо регулярно контролировать с помощью газоанализатора CO. Концентрация газа CO должна поддерживаться в пределах 50 частей на миллион, когда в этом районе выполняются работы. Если человек вдыхает газ BF более высокой концентрации, он должен немедленно выйти на свежий воздух, а если у него возникнут трудности с дыханием, ему следует дать газообразный кислород. Также ему следует оказать медицинскую помощь в случае необходимости.

При воздействии высокой концентрации газ BF действует как простое удушающее средство. Он вытесняет кислород и вызывает быстрое удушье, проявляя симптомы кислородного голодания. Это может вызвать проблемы с сердцем при длительном или многократном воздействии

В случае пожара из-за утечки газа его нельзя тушить, если утечка не будет остановлена безопасным образом или если огонь непосредственно не повлияет на человеческую жизнь. Все источники воспламенения должны быть устранены, если это безопасно. Пожар следует тушить пеной, двуокисью углерода, сухим порошком или водяным туманом после устранения течи. Нельзя использовать сплошную струю воды, так как она может разбрызгиваться и распространять огонь.

Имеются специальные средства защиты и меры предосторожности для тушения возгораний доменного газа. При наличии паров и/или дыма от огня следует надевать автономные средства защиты органов дыхания и полную защитную одежду. Пожарные должны носить полнолицевые автономные дыхательные аппараты и одежду химической защиты с термозащитой. Прямая струя воды рассеивает и распространяет пламя, поэтому ее нельзя использовать. Район подлежит эвакуации. Баллоны со сжатым газом должны быть удалены из непосредственной близости. Контейнеры, подвергшиеся воздействию пламени, следует охлаждать водой до тех пор, пока огонь не погаснет. Клапан должен быть закрыт, если нет риска. Не следует тушить возгорание утечки газа, если утечку нельзя остановить. Если утечку невозможно остановить и нет опасности для окружающей среды, то огню дают погаснуть. Тушение пожара вести из защищенного места. Следует предотвращать накопление паров или газов до взрывоопасных концентраций.

Требования безопасности для доменного газа

Ниже приведены требования безопасности для доменного газа.

- Запрещается работать или находиться в зоне, где присутствует доменный газ, если содержание угарного газа в этой зоне превышает 50 ppm, необходимо использовать противогаз.
- Система оперативного контроля с сигнализацией концентрации угарного газа должна быть установлена в зонах вокруг оборудования/технологического процесса, связанного с доменным газом. Работу системы оперативного мониторинга необходимо проверять один раз в месяц на правильность ее работы и вести записи.
- При работе с трубопроводами заряженного доменного газа и системой обращения с газом следует использовать искробезопасный инструмент или инструмент с консистентной смазкой.
- Запрещается работать на заряженной установке (там, где возможно присутствие доменного газа) без противогазов.
- При работе с системой заправленного доменного газа на высоте необходимо предусмотреть надлежащий путь эвакуации и строительные леса.
- Сварочный ток не должен превышать 100 А при сварке на системе заправленного доменного газа.
- Запрещается выполнять работы по резке или сварке в изолированной системе без анализа и письменного разрешения компетентного органа. Это должны делать только обученные сварщики в присутствии компетентного специалиста по газовой безопасности. Должен быть обеспечен минимальный уровень кислорода 20 %.
- Соответствующие электрические перемычки должны быть установлены между фланцами и оборудованием до образования зазора между ними.
- Платформа и прилегающие к ней конструкции должны быть покрыты асбестовой/огнестойкой одеждой при заглушке и распалубке, а работающему не разрешается носить нейлоновую или другую синтетическую ткань/одежду.
- Пожарная техника должна дежурить на месте проведения работ в системе заправленного доменного газа.
- Все работы в радиусе 40 м, которые могут стать источником возгорания/воспламенения, должны быть остановлены, а посторонние лица не должны оставаться на территории во время отключения газовой системы.
- При необходимости освещение в закрытых помещениях должно производиться переносной искробезопасной электрической лампой на 24 В или взрывозащищенной арматурой.
- Все трубопроводы/системы должны быть проверены на герметичность после завершения ремонтных работ. Утечки должны быть обнаружены с помощью мыльного раствора, и все утечки должны быть устранены до загрузки системы.
- Работы по заглушке/удалению заглушек на газопроводах не следует выполнять во время экстремально плохих погодных условий, когда существует вероятность грозы/молнии.
- Сливные баки и другие вспомогательные устройства газопроводов должны проверяться на предмет надлежащей работы не реже одного раза в месяц, и должны вестись записи.
- Продувочный пар/газ следует использовать через съемный шланг. Постоянные соединения должны быть заглушены после выполнения требований по продувке.
- Не должно быть никаких разрывов в заготовке/распаковке. Однажды начавшись, оно должно быть завершено с натяжкой.
- Проверка герметичности проточных магистралей доменного газа должна производиться только мыльной водой.
- Лица, работающие в газовой среде, должны быть обучены оказанию первой помощи и методам проведения искусственного дыхания.
- Гидрозатвор/клапаны должны быть установлены выше уровня земли.

Доменный, коксовый и конвертерный газ для производства электроэнергии

Высокие уровни энергопотребления и растущие затраты на электроэнергию представляют собой серьезную проблему для сталелитейной промышленности. Газы, образующиеся в качестве «бесплатного» побочного продукта в процессе производства стали, служат привлекательным источником энергии для эффективного производства электроэнергии. Помимо экономической выгоды, использование этих газов в качестве моторного топлива снижает промышленный выброс CO ₂ Выбросы и экономия природных источников энергии.

Различные газы в процессах производства стали

В процессах производства стали обычно используются большие объемы специальных газов. Три различные стадии процесса – от угля до стали – обеспечивают три различных типа газа: коксовый газ, доменный газ и конвертерный газ.

Состав коксового, доменного и конвертерного газа

Газ производства стали, тип	Коксовый газ	Доменный газ	Конвертерный газ
Источник	Коксовая батарея	Доменная печь	Преобразователь
Вход	Уголь	Кокс и железная руда	Чугун
Выход	Кокс	Чугун	Сталь
Водород %	50-70%	5%	–
Метан %	25-30%	–	–
Окись углерода %	–	20%	60%+
Нижняя теплотворная способность кВтч/Нм ³	~5,0	~0,9	~3

Коксовый газ

Коксовый газ является побочным продуктом промышленного производства кокса из каменного угля, коксовый газ образуется путем высокотемпературной сухой перегонки коксующихся углей в отсутствие кислорода. Газ в основном состоит из водорода (50-60%), метана (15-50%) и небольшого процента моноксида углерода, углерода и азота. С теплотворной способностью 5кВтч/Нм ³ , коксовый газ является ценным топливом для эффективного производства электроэнергии с помощью газовых двигателей Jenbacher.

Доменный газ

Доменный газ является побочным продуктом доменных печей, где железная руда восстанавливается коксом в металлическое (чушковое) железо. Газ имеет очень низкую теплотворную способность около 0,9 кВтч/Нм ³ , что само по себе обычно недостаточно для сгорания в газовом двигателе. Существует возможность смешивания этого газа с другими отходящими газами, и вам следует обратиться в местное представительство Clarke Energy для более подробного обсуждения.

Конвертерный газ

Конвертерный газ образуется из чугуна в процессе производства стали. Технологию производства стали можно разделить на два разных процесса: выдувное формование или мартеновский процесс. В процессе выдувного формования чугун очищается кислородом или воздухом, что снижает долю углерода и обеспечивает достаточное количество технологического тепла для поддержания жидкой стали. Процесс Линц-Донавитц (LD), классифицируемый как процесс выдувного формования, составляет 60% мирового производства необработанной стали и является наиболее распространенным методом производства необработанной стали. С другой стороны, мартеновский процесс извлекает кислород из добавленного лома и руды, что требует дополнительного подвода тепла для процесса производства стали. Одним из наиболее распространенных мартеновских процессов является электроплавка. Конвертерный газ из процессов LD и электроплавки можно использовать в газовых двигателях Jenbacher. Газ состоит примерно из 65% окиси углерода, 15% двуокиси углерода, 15% азота и небольшого количества водорода и метана.

Концепция использования стального газа

Различные составы, теплотворная способность и характер сгорания Газовые двигатели Jenbacher, которые эффективно используют эти газы для комбинированного производства тепла и электроэнергии. В целом стабильный состав коксового газа делает его выгодным в качестве моторного топлива. Однако высокое содержание водорода в коксовом газе означает, что процесс сгорания происходит очень быстро, что увеличивает опасность детонации двигателя или обратного выстрела. Чтобы избежать этого риска, Jenbacher создала систему управления двигателем, которая способна заправлять двигатель очень бедной смесью и в то же время очень быстро реагировать на изменения нагрузки двигателя. Конвертерный газ с высоким содержанием монооксида углерода имеет низкую скорость сгорания и очень вреден. Компания Jenbacher разработала специальную систему сгорания газового двигателя, которая позволяет эффективно и надежно сжигать газ. Кроме того, Jenbacher предлагает пакет технологий безопасности, который позволяет надежно справляться с вредными газами, такими как окись углерода. Оба газа можно использовать для получения горячей воды, пара и электричества. Горячая вода и выхлопные газы двигателей подаются в котлы. Полученный пар можно использовать в процессах производства стали. Электричество, вырабатываемое двигателями Jenbacher, может либо использоваться на месте, либо продаваться в общую сеть. Можно достичь электрического КПД конвертерного газа до 37%, а КПД коксового газа еще выше.

Преимущества использования стального газа в газовых двигателях

Автономный источник питания
Снижение затрат на электроэнергию, повышение предсказуемости и стабильности
Эффективное и экономичное комбинированное тепло- и электроснабжение
Высокий электрический КПД по сравнению с другими технологиями производства электроэнергии (например, паровыми или газовыми турбинами)
Лучше всего подходит для электрической мощности в диапазоне от нескольких сотен кВт до 20-30 МВт
Требуется значительно низкое давление газа
Альтернативная утилизация проблемного газа с одновременным использованием его в качестве источника энергии
Заменитель обычного топлива
Экологические выгоды за счет сокращения выбросов парниковых газов

Основные показатели использования стального газа

На тонну произведенного кокса вырабатывается примерно 470 нм ³ коксового газа.