第一章 煤氣安全管理

第一節 煤氣的危險性及安全的重要性

一、煤氣的危險特性

二、煤氣安全的重要性

第二節 煤氣安全措施

一、安全技術措施

二、安全管理措施

第三節 安全管理制度

一、安全生產責任制

二、安全教育培訓制度

三、安全檢查及隱患整改制度

四、安全技術措施計劃制度

五、事故管理制度

第二章 煤氣中毒事故預防與急救

第一節 煤氣中毒的概念

一、有害氣體的概念

二、一氧化碳中毒的機理

三、一氧化碳中毒的癥狀

四、煤氣中的其他毒物

第二節 煤氣中毒事故的預防

一、造成煤氣中毒事故的原因

二、煤氣中毒事故的預防

三、煤氣加臭技術

第三節 煤氣中毒事故的急救

一、及時報告和組織指揮

二、準確救護

三、中毒人員的搬運

四、心肺復蘇法簡介

五、煤氣中毒事故案例

第三章 煤氣安全防護器具

第一節 呼吸器

一、過濾式呼吸器

二、隔絕式呼吸器

第二節 自動蘇生器

一、工作原理

二、蘇生器蘇生前的準備工作

三、使用方法

四、檢查及維護

第三節 一氧化碳報警儀

一、工作原理

二、固定式一氧化碳報警儀

三、便攜式一氧化碳報警儀

四、報警儀的檢定

五、故障處理

六、注意事項

第四節 高壓氧艙

一、治療原理

二、高壓氧艙的結構

三、高壓氧治療程序

第四章 煤氣爆炸事故預防與處理

第一節 爆炸的概念

一、爆炸及破壞作用

二、爆炸的種類

三、爆炸極限

第二節 煤氣爆炸事故的預防

一、煤氣爆炸事故的原因

二、煤氣爆炸事故的預防

第三節 煤氣防爆安全裝置

一、防爆泄壓設施

二、測爆儀

三、爆發試驗裝置

第四節 煤氣爆炸事故的處理

第五章 煤氣著火事故預防與處理

第六章 煤氣場所電氣安全

第七章 煤氣設施檢修安全

第八章 煤氣事故應急救援

附錄1 工業企業煤氣安全規程（GB6222-86）節選

附錄2 煤氣安全防護設施圖片

附錄3 制氣車間主要生產所爆炸和火災危險等級（摘自GB50028-2006） 2100433B

全書共分八章，內容包括煤氣安全管理，煤氣中毒事故預防與急救，煤氣安全防護設施，煤氣爆炸事故預防與處理，煤氣著火事故預防與處理，煤氣場所電氣安全，煤氣設施檢修安全，最后以實例的方式介紹了煤氣事故應急救援的知識。

《煤氣安全防護技術》可作為中等職業學校燃氣輸配、動力專業師生的教學用書，也可作為煤氣、燃氣行業技術人員、安全管理人員、作業人員參考或培訓教材，同時也可作為居民家庭煤氣防護的科普讀物，煤氣安全評價的參考資料。

國外煤氣技術發展

國外煤氣化技術的發展最早可追溯到1780年，早期的煤氣化技術主要是以生產燃料氣為主。移動床氣化是最早發展的煤氣化技術，塊煤為原料，以空氣、水蒸汽為氣化劑，固態排渣，生產發生爐煤氣。1880年德國設計了世界上第一臺常壓移動床空氣間歇氣化爐，1913年被美國氣體公司改革成UGI爐。UGI爐是以焦炭為原料，用間歇氣化制水煤氣或半水煤氣。第一次世界大戰后，隨著甲醇、合成氨,F一T合成等為代表的合成化學工業的發展，為了滿足合成原料氣的需要，1926年第一代流化床Winkler氣化爐實現工業化應用。隨著工業制氧技術的成功，又發展了新的用氧氣氣化的技術。1939年移動床加壓氣化Lurgi爐實現工業化應用。1952年第一代氣流床氣化K一T爐實現工業化應用。20世紀30-50年代，國外煤氣化技術取得了很大的成就。20世紀50年代以后，隨著石油和天然氣工業的發展，常壓固定床氣化爐在國外逐漸被淘汰，其它煤氣化技術的發展也基本處于停滯狀態 。

現代煤氣化技術的發展得益于石油危機。第一次石油危機時，發達國家出于對石油、天然氣供應前景的預測，把發展煤氣化技術作為替代石油天然氣的重要手段，加快了現代煤氣化的開發。20世紀70年代后實現工業化的爐型有：加壓固定床液態排渣氣化爐（BGL爐），加壓流化床氣化爐（HTW爐、U一Gas爐、KBR爐、CFB氣化爐和恩德爐），加壓粉煤水煤漿氣化（GE爐、Destec爐），干煤粉加壓氣化（Shell爐、Prenflo爐和GSP爐）。這一時期發的氣化爐型是現代煤化工發展的主要選擇爐型 。

中國煤氣化技術發展

中國煤氣化技術起步較晚，最早于20世紀30-40年代在大連、南京用UGI爐生產合成氨，20世紀50年代末期改用無煙煤為原料。中國還有許多合成氨和合成甲醇廠以焦炭或無煙煤為原料，采用UGI爐生產合成氣。中國早期煤氣化技術的開發主要以模仿創新或引進、消化吸收再創新為主 。

20世紀60年代，中國開始進行K-T式粉煤氣化試驗，并于20世紀70年代初在新疆建成一套K-T式粉煤氣化制氨裝置，氣化爐四開一備，生產能力為每臺4800 m;/h，投產后由于耐火材料被腐蝕、碳轉化率低、排渣困難等問題而改燒重油，此后沒有新的發展 。

中國對于新型氣化爐或新型煤氣化方法的研究始于1978年第一次全國科學大會。先后開展了固定床加壓碎煤氣化（相當于Lurgi爐），水煤漿加壓氣化（相當于GE爐），灰團聚流化床氣化（相當于U一gas氣化）?！熬盼濉?、“十五”期間國家組織開展多噴嘴水煤漿加壓氣化和二段式干煤粉加壓技術攻關，這幾項氣化技術均已進入工業化應用階段 。

移動床常壓氣化UGI氣化爐在中國仍是主力爐型，用于生產合成氣或燃料氣。移動床加壓氣化Lurgi爐在劣質煤氣化方面占有一定市場。隨著中國現代煤化工的發展，水煤漿加壓氣化（GE爐·多噴嘴爐）和干煤粉加壓氣化（Shell爐、GSP、二段爐、航天爐）已成為主要選擇 。

• ISBN：9787122380050

• 版次：1

• 商品編碼：13047516

• 品牌：化學工業出版社

• 包裝：平裝

• 開本：16開

• 出版時間：2021-01-01

• 用紙：膠版紙

• 頁數：304

• 正文語種：中文

內容簡介

本書對焦爐煤氣的組成、性質、凈化處理技術等進行了詳細的分析，闡述了合理利用焦爐煤氣的技術路線，分別介紹了焦爐煤氣制甲醇、乙醇、乙二醇、氨、氫氣及氫能、費托合成化學品的技術和國內焦爐煤氣加工利用工程實例，是對我國長期以來焦爐煤氣化工利用工程的系統總結，也是對我國自主研發技術的肯定。

本書以較大的篇幅，詳細介紹了多個焦爐煤氣綜合利用工程技術方案，為讀者選擇產品方案及技術路線、經濟評價等提供幫助，也可以供焦化企業及相關機構決策時參考。

本書適合煉焦和化工領域相關企業的操作管理人員、科研設計單位的工程技術人員以及大專院校的師生閱讀參考。

目錄

第一章焦爐煤氣的特性001

1.1焦爐煤氣的來源及組成001

1.1.1荒煤氣001

1.1.2焦爐煤氣004

1.2焦爐煤氣雜質及主要危害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氧氣007

1.2.8不飽和烴008

第二章焦爐煤氣的壓縮與凈化009

2.1概述009

2.2焦爐煤氣壓縮009

2.2.1螺桿壓縮機的工藝原理010

2.2.2螺桿壓縮機的應用011

2.3焦爐煤氣預凈化012

2.3.1變溫吸附的工藝原理012

2.3.2變溫吸附工藝流程015

2.3.3工藝操作參數018

2.3.4原料焦爐煤氣的條件及產品凈化氣的指標018

2.3.5變溫吸附的應用條件019

2.4焦爐煤氣精脫硫020

2.4.1概述020

2.4.2焦爐煤氣中主要硫化物的性質及脫除方法020

2.4.3精脫硫的反應原理023

2.4.4工藝流程說明026

2.4.5主要操作指標027

2.4.6主要設備027

2.4.7主要催化劑的性能028

2.4.8精脫硫裝置設計及生產運行中需重視的幾個問題030

第三章焦爐煤氣轉化變換制合成氣033

3.1概述033

3.2焦爐煤氣催化部分氧化工藝033

3.2.1工藝原理033

3.2.2工藝流程036

3.2.3焦爐煤氣甲烷轉化的操作及控制038

3.2.4催化部分氧化的主要設備043

3.3焦爐煤氣非催化部分氧化工藝048

3.3.1概述048

3.3.2非催化部分氧化工藝049

3.3.3非催化部分氧化工藝技術特點051

3.3.4非催化部分氧化工藝改進及優化052

3.4焦爐煤氣催化與非催化部分氧化法的比較054

3.4.1主要工藝條件054

3.4.2工藝流程055

3.4.3主要技術經濟指標對比表056

3.4.4比較結果058

3.4.5兩種工藝的對比分析059

3.5一氧化碳變換059

3.5.1概述059

3.5.2變換的物理化學基礎060

3.5.3變換催化劑064

3.5.4變換工藝流程070

3.5.5等溫變換工藝071

3.5.6變換蒸汽消耗074

3.5.7評述076

第四章焦爐煤氣制甲醇077

4.1概述077

4.2甲醇合成的原理077

4.2.1甲醇合成反應機理077

4.2.2甲醇合成的主要反應及平衡常數078

4.3甲醇合成催化劑080

4.3.1甲醇合成催化劑的開發過程080

4.3.2甲醇合成催化劑的性能081

4.3.3低壓合成甲醇催化劑082

4.4甲醇合成工藝條件083

4.4.1溫度084

4.4.2壓力084

4.4.3氣體組成085

4.4.4空速086

4.5焦爐煤氣制甲醇的典型流程087

4.5.1工藝流程說明087

4.5.2主要操作指標088

4.6國內外甲醇合成技術090

4.6.1國外甲醇合成技術090

4.6.2國外大甲醇技術比較093

4.6.3國內甲醇合成技術099

4.7甲醇精餾102

4.7.1雙塔精餾工藝103

4.7.2三塔精餾工藝103

4.7.3（3 1）四塔精餾工藝105

4.7.4“五塔三效”精餾工藝106

4.7.5MTO級甲醇精餾工藝106

4.8焦爐煤氣與煤氣化生產甲醇的對比108

4.8.1條件108

4.8.2不同方法的對比108

4.8.3結論110

第五章焦爐煤氣制合成氨112

5.1概述112

5.2氨合成工藝113

5.2.1氨合成熱力學113

5.2.2氨合成工藝過程及反應條件116

5.2.3氨合成壓力的選擇120

5.2.4氨合成催化劑122

5.3焦爐煤氣生產合成氨工藝及設備123

5.3.1氨合成回路124

5.3.2氨合成塔124

5.3.3主要設備技術規格125

5.3.4氨合成裝置的運行數據126

5.3.5評價127

5.4國內氨合成技術128

5.4.1氨合成塔及考核評價指標128

5.4.2蒸汽過熱器及廢熱鍋爐132

5.5國外大型合成氨技術特點及比較134

5.5.1國外成熟的氨合成技術概況134

5.5.2大型合成氨工藝技術的綜合比較139

5.5.3評述140

5.6焦爐煤氣純氧與富氧轉化生產合成氨的比較141

5.6.1生產方法及產品規模141

5.6.2采用的主要技術142

5.6.3方塊流程及氣體平衡表142

5.6.4主要技術經濟指標的比較145

5.6.5評述146

第六章焦爐煤氣甲烷化制天然氣147

6.1概述147

6.2天然氣利用政策及質量標準147

6.2.1天然氣利用政策147

6.2.2天然氣產品質量標準148

6.2.3焦爐煤氣甲烷化制天然氣149

6.3焦爐煤氣制天然氣技術現狀150

6.3.1絕熱床甲烷化技術151

6.3.2等溫床甲烷化技術152

6.4焦爐煤氣甲烷化工藝過程及原理154

6.4.1甲烷化反應機理154

6.4.2反應器移熱156

6.5甲烷化催化劑156

6.5.1Topsφe甲烷化催化劑157

6.5.2Davy甲烷化催化劑157

6.5.3其他158

6.6焦爐煤氣甲烷化的典型流程及設備158

6.6.1絕熱床甲烷化流程158

6.6.2等溫甲烷化流程163

6.6.3主要設備165

6.7大型焦爐煤氣甲烷化裝置168

6.7.1設計條件168

6.7.2主要技術指標的比較169

6.7.3裝置評價173

6.8焦爐煤氣甲烷化制天然氣工程相關問題174

6.8.1甲烷化流程的選擇174

6.8.2焦爐煤氣甲烷化的產品氣175

6.8.3焦爐煤氣甲烷化制天然氣與煤氣化制天然氣的不同176

6.8.4焦爐煤氣補碳甲烷化工藝176

6.8.5羰基化物的危害177

6.8.6甲烷水合物的影響178

6.8.7甲烷化裝置金屬粉末化腐蝕及防護179

第七章焦爐煤氣提氫及氫能182

7.1概述182

7.1.1氫的存在及氫的性質182

7.1.2氫的用途183

7.1.3制氫方法184

7.2變壓吸附（PSA）提氫186

7.2.1變壓吸附（PSA）提氫的工藝原理186

7.2.2變壓吸附工藝對吸附劑的要求188

7.2.3吸附塔死空間體積的影響189

7.2.4吸附系數和分離系數190

7.2.5從氣相中提取產品的工藝191

7.3焦爐煤氣PSA提氫工藝192

7.3.1焦爐煤氣提氫的典型流程192

7.3.2主要裝置說明194

7.3.3焦爐煤氣兩段PSA提氫工藝技術197

7.3.4焦爐煤氣提氫的成本198

7.4吸附劑及PSA設備198

7.4.1吸附劑198

7.4.2主要設備及控制系統201

7.5氫能及氫能產業201

7.5.1概述201

7.5.2氫能產業發展現狀202

7.5.3氫能利用體系206

7.6氫能在汽車領域的應用211

7.6.1氫燃料電池及其應用211

7.6.2氫燃料電池汽車214

7.6.3氫能發動機汽車216

7.6.4氫能汽車產業鏈的發展方向218

7.6.5我國氫能源發展與展望219

第八章焦爐煤氣的綜合利用方案220

8.1概述220

8.2焦爐煤氣綜合利用方案220

8.2.1利用方案220

8.2.2深冷分離裝置對氣體的凈化要求221

8.3MDEA脫CO2裝置222

8.3.1MDEA法脫CO2的原理223

8.3.2焦爐煤氣MDEA法脫CO2裝置224

8.4焦爐煤氣純化裝置225

8.4.1脫汞純化裝置225

8.4.2干燥脫水裝置226

8.5焦爐煤氣深冷液化分離裝置227

8.5.1深冷液化分離的原理227

8.5.2深冷液化分離裝置228

8.5.3深冷分離裝置的進出口物料231

8.6焦爐煤氣綜合利用生產LNG主要設備及消耗232

8.6.1主要設備一覽表232

8.6.2主要化學品用量234

8.6.3主要消耗表234

8.7帶液氮洗的深冷分離裝置235

8.7.1適用于合成氨工藝要求的液氮洗深冷分離裝置235

8.7.2裝置性能指標236

8.7.3裝置流程說明237

8.7.4主要公用工程消耗237

8.8半焦（蘭炭）干餾煤氣的綜合利用方案239

8.8.1概況239

8.8.2內熱式干餾煤氣的化工利用方案239

8.8.3評述243

第九章焦爐煤氣補碳生產化工產品244

9.1概述244

9.2補碳氣源244

9.2.1補CO2氣244

9.2.2補電石爐氣或鐵合金爐氣245

9.2.3補轉爐氣或高爐氣247

9.2.4補水煤氣248

9.3焦爐煤氣補碳生產甲醇248

9.3.1補碳前裝置的狀況249

9.3.2補碳后裝置的狀況250

9.3.3補碳效果252

9.4焦爐煤氣補碳生產乙醇252

9.4.1概述252

9.4.2合成氣經二甲醚羰基化制乙醇的反應及工藝過程254

9.4.3焦爐煤氣補碳生產乙醇方案255

9.4.4評述256

9.5焦爐煤氣補碳生產乙二醇256

9.5.1概述256

9.5.2合成氣生產乙二醇技術257

9.5.3合成氣制乙二醇的工藝過程258

9.5.4利用焦爐煤氣和礦冶爐氣生產40萬噸/年乙二醇工藝方案259

9.5.5評述262

9.6焦爐煤氣與礦冶爐氣經費托合成油品及化工產品263

9.6.1概述263

9.6.2我國費托合成工業發展情況264

9.6.3費托合成的反應原理及產品分布268

9.6.4用焦爐煤氣、礦冶爐氣經費托合成生產化工產品的方案270

9.6.5鈷基費托合成化工產品及市場273

9.6.6評述274

第十章焦爐煤氣的多聯產系統275

10.1概述275

10.2我國多聯產系統的工程示范275

10.3熱電聯產系統278

10.3.1燃氣輪機蒸汽輪機聯合循環熱電聯產系統278

10.3.2燃氣輪機279

10.3.3焦爐煤氣燃氣輪機聯合循環發電系統281

10.4焦爐煤氣為主的多聯產系統283

10.4.1方案Ⅰ——焦爐煤氣與礦冶爐氣生產乙醇多聯產方案283

10.4.2方案Ⅱ——焦爐煤氣礦冶爐氣費托合成化學品的多聯產方案285

10.5評述286

第十一章頂替焦爐回爐煤氣的技術287

11.1概述287

11.2常壓固定床純氧連續氣化生產水煤氣288

11.2.1原料及水煤氣組成288

11.2.2工藝流程288

11.2.3主要設備290

11.2.4主要消耗指標291

11.2.5水煤氣頂替回爐焦爐煤氣和補碳方案291

11.3常壓固定床生產空氣煤氣293

11.3.1空氣煤氣組成293

11.3.2主要消耗293

11.3.3空氣煤氣頂替回爐焦爐煤氣方案293

11.4科達煤氣化生產空氣煤氣294

11.4.1原料及煤氣組成295

11.4.2科達煤氣化工藝流程296

11.4.3氣化爐系統主要技術指標296

11.4.4科達空氣煤氣頂替回爐焦爐煤氣方案297

11.5中科合肥煤氣化技術298

11.5.1原料及煤氣組成299

11.5.2工藝流程300

11.5.3主要消耗301

11.5.4頂替回爐焦爐煤氣的方案301

11.6評述302

參考文獻303 2100433B

煤氣化簡介

煤氣化工藝是生產合成氣產品的主要途徑之一，通過氣化過程將固態的煤轉化成氣態的合成氣，同時副產蒸汽、焦油（個別氣化技術）、灰渣等副產品。煤氣化工藝技術分為：固定床氣化技術、流化床氣化技術、氣流床氣化技術三大類，各種氣化技術均有其各自的優缺點，對原料煤的品質均有一定的要求，其工藝的先進性、技術成熟程度也有差異。

煤氣化固定床氣化技術

碎煤固定層加壓氣化采用的原料煤粒度為6～50mm，氣化劑采用水蒸汽與純氧作為氣化劑。該技術氧耗量較低，原料適應性廣，可以氣化變質程度較低的煤種（如褐煤、泥煤等），得到各種有價值的焦油、輕質油及粗酚等多種副產品。該技術的典型代表是魯奇加壓氣化技術和BGL碎煤熔渣氣化技術。

該氣化技術的優點：

原料適應范圍廣，除黏結性較強的煙煤外，從褐煤到無煙煤均可氣化，可氣化水分、灰分較高的劣質煤。

氧耗量較低，氣化較年輕的煤時，可以得到各種有價值的焦油、輕質油及粗酚等多種副產品。

該氣化技術存在的不足：

該技術出爐煤氣中甲烷和二氧化碳的含量較高，有效氣的含量較低。

蒸汽分解率低。一般蒸汽分解率約為40 %，蒸汽消耗較大，未分解的蒸汽在后序工段冷卻，造成氣化廢水較多，由于廢水中含有酚類物質，導致廢水處理工序流程長，投資高。

煤氣化流化床氣化技術

粉煤流化床加壓氣化又稱之為沸騰床氣化，這是一種成熟的氣化工藝，在國外應用較多，該工藝可直接使用0～6mm碎煤作為原料，備煤工藝簡單，氣化劑同時作為流化介質，爐內氣化溫度均勻，典型的代表有德國溫克勒氣化技術，山西煤化所的ICC灰融聚氣化技術和恩德粉煤氣化技術。

雖然近年來流化床氣化技術已有較大發展，相繼開發了如高溫溫柯勒（HTW）、U-Gas等加壓流化床氣化新工藝以及循環流化床工藝（CFB），在一定程度上解決了常壓流化床氣化存在的帶出物過多等問題，但仍然存在煤氣中帶出物含量高、帶出物碳含量高且又難分離、碳轉化率偏低、煤氣中有效成分低，而且要求煤高活性、高灰熔點等多方面問題。

煤氣化氣流床氣化技術

氣流床加壓氣化技術大都以純氧作為氣化劑，在高溫高壓下完成氣化過程，粗煤氣中有效氣（CO H2）含量高，碳轉化率高，不產生焦油、萘和酚水等，是一種環境友好型的氣化技術。

氣流床氣化技術主要分為水煤漿氣化技術和粉煤氣化技術。