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冶金煤气(Metallurgical Gas),即冶金副产气(Metallurgical by-product gas),是指钢铁冶炼过程中产生的含一氧化碳的可燃混合气体。煤气的成分一般受制气的原料和煤气的生产、回收工艺方法的不同,其组成成分也不尽相同。其种类包含焦炉煤气这一重叠类别,常见的冶金煤气种类还有:高炉煤气、转炉煤气、铁合金煤气等。
1 高炉煤气( Blast Furnace Gas, BFG),是指高炉炼铁生产过程中副产的可燃气体。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生产率并降低能耗,但所产的煤气热值更低,增加了利用难度。可以用于冶金企业的自用燃气,如加热热轧的钢锭、预热钢水包和发电等。如果加入焦炉煤气混合就提高了热值。
高炉煤气的成分:一氧化碳(23%-30%)、氢气(2%-4%)、烃类(0.2%-0.5%)、二氧化碳(12%-15%)、氮气(51-56%),及少量的二氧化硫。它的含尘浓度10-50 g/Nm³,粉尘粒径在500 μm以下,主要是铁、氧化亚铁、氧化铝、氧化硅、氧化镁和焦炭粉末。热值仅为3.5 mJ/Nm³左右,属于低热值的气体燃料。适用于燃气轮机发电。
2 转炉煤气(Linz-Donawitz Gas, LDG),是指氧气顶吹转炉炼钢过程中,铁水中的碳和氧气作用后产生的可燃气体。炼1吨钢大约能回收60Nm³的转炉煤气用于余热锅炉,产生的蒸气基本可以满足冶炼1吨钢所需氧气消耗的热量及转炉辅助设备所需能量。转炉煤气中不含硫,含氢量也很少,是一种非常理想的燃料和化工原料。
转炉煤气的主要成分:一氧化碳(60%-80%)、二氧化碳(15%-20%),以及氮、氢和微量氧。热值:6.2 MJ/Nm³左右。属于低热值的气体燃料。
3 铁合金煤气(Ferroalloy gas),也就是铁合金尾气(Ferroalloy off-gas),又称矿热炉尾气(SAF Off-gas),是指在铁合金高温冶炼过程中产生的一种可燃性混合气体。属于冶金工业副产品。这种含有可燃一氧化碳的气体,是一种低热值气体燃料,经净化后可作发电燃料。中国国家标准:GB28666-2012《铁合金工业污染物排放标准》。
铁合金煤气的主要成分:一氧化碳(65%-80%),氢气(5%-15%),二氧化碳(5%-20%), N₂(≤10%), CH₄(<1%),低位热值(LHV):7-11.5 MJ/m³,约为天然气的1/3。属于非常规可燃气体。
冶金煤气发电的气源要求:
1. 燃气热值 ≥ 4.0 MJ/Nm³(非增压机型);燃气温度(进机) ≤ 40℃。
2. 燃气压力 2.5-10 kPa;压力变化率 ≤ 1 kPa/min。
3. 氢气体积含量 ≤ 60%(非增压机型);氢气体积含量 ≤ 20%(增压机型)。
4. 氧气体积含量(含氢气体中) ≤ 1%。
5. 水分含量 ≤ 40 g/Nm³,不含游离水。
6. 粉尘粒度 ≤ 5 μm;粉尘含量 ≤30 mg/Nm³。
7. 焦油含量 ≤ 50 mg/Nm³。
8. 硫化氢含量 ≤ 50 mg/Nm³;硫总含量 ≤ 100 mg/Nm³。
9. 氨含量 ≤ 20 mg/Nm³;
10. 苯含量 ≤ 50 mg/Nm³;
11. 萘含量 ≤ 50 mg/Nm³。
12. 卤素化合物 ≤ 50 mg/Nm³。
