气体防护技术

1、第一节 煤 气 一、工业生产中常用煤气及其成分 二、煤气的理化性能 三、煤气危害、预防及事故处理 四、煤气设施的使用、维护与检修第二节 氧 气 一、氧气的性质 二、氧气在工业中的应用 三、氧气的危害 四、氧气危害的控制第三节 氮 气 一、氮气的性质 二、氮气在钢铁工业中的应用 三、氮气的危害 四、氮气危害的控制第四节 氢 气 一、氢气的性质和危害 二、氢气的用途 三、氢气危害的控制一、工业生产中常用的煤气及其成分 工业生产中常用的煤气及其成分如表3所示。表3 常见煤气及其成分 成份煤气种类COCO2H2N2O2CmHnH其他焦炉煤气581.5 3 55 603 50.4 0.82 423 28

2、发生炉煤气23 275 810 1848 600.15 0.50.1 20.3 1.3连续式直立炭化炉煤气11 125 5.548 526.5 100.52 318 21高炉煤气23 30 16 182 451 560.810.2 0.5转炉煤气60 70 15 201.510 2018%，方可动火。 6、加压机或抽气机前的煤气设施应定期检验壁厚，若壁厚小于安全限度，必须采取措施才能继续使用。 7、打开煤气加压机、脱硫、净化和贮存等煤气系统设备和管道时，必须采取防止硫化物等自燃的措施。 8、检修电除尘器，要办理检修许可证，采取安全停电的措施。静电除尘器检查或检修前，一定要断开电源，使电晕极接地

3、放电，除尘器外壳应与电晕极连接。检修时，电除电器与整流室应有联系信号。 9、进入煤气设备内部工作，所用照明电压不得超过12V。第二节 氧气一、氧气的性质一、氧气的性质 氧在自然界广泛存在。它们游离态存在于空气中，容积比例为20.93%；它们化合态存在于水、各种矿物和岩石以及一切动、植物体内。 氧是无色、无味、无嗅的气体。分子式为O2，分子量为31.9988。比空气重，标准状态下密度为1.429kg/m3。沸点为-182.98，液氧系天蓝色、透明、易流动液体。熔点为-218.4，固态氧为蓝色结晶。氧能溶于水，0时水中能溶氧的体积是4.9%。氧具有磁感性。 氧具有极大的化学活性。纯氧中进行的氧化反

4、应异常激烈，同时放出大量热，达到极高的温度。二、氧气在工业中的应用二、氧气在工业中的应用 1、钢铁工业中用于转炉顶底吹炼钢、高炉富氧鼓风、电炉吹氧炼钢、钢坯自动火焰清理、废钢切割加工、烧出钢（铁、渣）口、检修用氧等。 2、化肥工业中用氧气作重油、煤粉的气化剂和原料气的氧化剂。 3、有色冶金工业中用于吹氧炼铜、炼铝、提铅等。 4、国防工业中，液氧加液氢是现代火箭的优质燃料。 5、化学工业中用作有机化工生产的氧化剂，如制酸用氧、纸浆漂白、加氧造气、吹氧生产黄磷、用氧裂解原油等。 6、其它。如医疗上用氧，用氧净化污水，高原作业用氧等。 三、氧气的危害三、氧气的危害 氧气的危害主要源于其极强的化学活性

5、。一切可燃物品都可以在氧环境里燃烧。氢、乙炔、煤气、天然气等按一定比例与氧（或空气）混合后遇激发能源容易引起爆炸。还应指出，这些危害会随着氧气的纯度提高、压力增大而增加。如氢气在空气中爆炸极限是4.074.5%，在氧气中则是4.094.0%；又如铸铁甚至碳素钢等在空气中不能被烧着的物品在氧气中也能燃烧，许多油脂与压缩氧气接触还可能发生自燃。 液态氧气温度大大低于常温，其极容易气化，而液氧气化后体积将扩大800倍，因此，液氧在运输、贮存过程中还可能引起物理爆炸事故。 下面是一些典型事故案例。 其一，辽宁抚顺石化公司洗涤剂化工厂，1997年5月16日，6000m3/h制氧机发生一起严重的空分爆炸事

6、故。主冷及上塔炸毁，厂房墙板塌落，钢结构框架倾斜，冲击波影响达500m远，炸死职工3人，重伤3人，轻伤100余人，一块钢板飞出400多米远，将邻厂一名职工砸死，经济损失达400余万元。事故原因是：空分装置附近有一套化工装置因故停车，放散大量甲烷等碳氢化合物，被位于下风向的空分装置全部吸收，造成液氧中碳氢化合物严重超标，过饱和析出，冲击引爆。液氧中乙炔及碳氢化合物的安全监测不落实，1991年设备投产初期每天坚持检测，后改为一周一次，再后一周都难检测一次。1%液氧连续排放也未进行。职工安全意识不强，技术素质低下。附近化工装置因故停车大量排放甲烷等碳氢化合物，也未引起注意，因而导致这次事故的发生。

7、其二，武钢二炼钢厂，1982年5月11日9时55分，2#转炉检修，该厂检修车间青年焊工徐某，进入固定烟罩内，用电焊补焊氮封口水套时，突然起火被烧死，抡救者烧伤一人。经检查，虽然转炉吹氧管已提上去，但由于阀门关不严，泄漏大量氧气，施焊区氧气浓度过大所致。这说明采用优质氧气阀门和加强其维护管理的重要，在氧气区域施焊，特别是不能通风的地方，必须先化验氧气浓度和加强通风，氧气含量小于23%O2方准许动火。 其三， 1985年10月28日，天津钢厂二炼钢新扩建的Dg250氧气管道，在开启闸板阀送氧时，发生一起燃爆恶性事故；当场死亡9人，闸阀下部及阀后45m、阀前近1m管道全部烧熔，切断氧气来源后才熄火。

8、事故调查发现，设计、施工、操作、管理上均存在一系列违章现象，非常典型，教训惨重。设计上：阀门选用了禁忌的闸板阀；管件选型与制作不合理，采用了虾米腰弯头，法兰与管道采用套焊，焊接处有凹台，焊缝不平整、不连续，残留焊渣；异径管采用纵向多条焊缝拼成，未焊透，内部有沟槽，宽窄、高低不一；闸阀前后均为普通碳素钢管；管道无安全接地装置；放散阀设在厂房内。施工上：新安装氧气管道未进行除锈，严重违章；没严格脱脂，施焊未用氩弧焊打底，质量差，焊渣未清除，局部未焊透，所有焊缝未经探伤检查；氧气管道投用前未 进行严格吹扫，事故后检查还发现不少氧化铁、焊渣及异物，甚至取出一个长190mm的钳子毛坯；压力表未选用氧气专

9、用表，丝扣联接处还发现油脂痕迹。操作管理上：送氧没有完善可靠的方案，没有防范措施，是盲目送氧；Dg250闸板阀，在阀前氧气压力1.6MPa、阀后氧气压力为0的大压差下开启，氧气流速过大；氧气干管顶端的放散阀处于开启状态送氧，造成不能升压，氧气长时间处在大压差高流速运行，造成温升。此次事故是由上述多方面因素造成的，但管道中存在大量铁锈、焊渣、异物等固体杂质及氧气带动这些杂质在闸阀阀板与阀底之间高速流动是事故的根本原因。经计算氧气流速接近当地音速324m/s。管道中的铁锈等杂质随着高速氧气流与阀门及管道壁发生强烈摩擦、碰撞，使其内部局部过热达到燃点，引起燃烧爆炸。 其四， 1989年4月，宝钢能源

10、部一台水浴式液氧蒸发器在正常运行中，氧气出口集合管发生爆裂，裂口长度1.2m，最宽处0.5m，将水池上部所盖瓦楞铁皮冲翻并移位5m，现场无人，未造成伤害。氧气出口集合管裂口与裂纹均发生在外表面气水分界面处，内表面与其它部位均无裂纹。金相检查，裂纹沿晶界分布，表面呈龟裂状，属典型应力腐蚀破坏。分析主要原因有二：一是该集合管所用材质是奥氏体不锈钢，对氯离子的腐蚀作用很敏感，要求水浴氯离子浓度一般应低于2010-6，而实际用的自来水氯离子浓度高于4010-6。二是出口集合管，按设计要求应是全浸入水中，实际上其上部露出水面约80100mm，由于大气与水的传热 特性存在较大差异，集合管处于非同一环境下工

11、作，产生温度应力破坏。这两个原因中前者是最主要的，这是一起应力腐蚀造成的典型物理性爆炸事故。四、氧气危害的控制四、氧气危害的控制 （一）氧气生产过程中的危害控制 1、制氧站应在工厂常年风频方向的上风侧，距乙炔发生站300m以上。制氧站吸风口附近严禁存放乙炔发生器或乱倒电石渣。全低压空分、吸风口处空气中乙炔极限含量为0.510-6。制氧站应符合建筑设计防火规范的有关要求。 2、对于与小型制氧机配套的活塞式空压机和膨胀机，要严格控制气缸润滑油量和排气温度，勤排放油水，防止油气进入空分，防止高温积炭并带入空分。要加强压缩空气中油的分离与过滤，精馏塔、吸附器及换热器，应根据需要定期排放、吹刷和清洗。带

12、油严重者应缩短周期。 3、按要求设置液空吸附器、液氧吸附器和循环液氧泵。各类吸附器均须定期再生，活化使用。循环液氧泵要精心维护、长期连续使用。 4、定期进行液空、液氧中乙炔等碳氢化合物和油脂等含量的分析，并测定总碳量，严格控制在规定范围内（1.680.11.6120.1按允许压力降确定 （4）氢气管道的法兰和垫片应符合表3的要求。表3 氢气管道法兰、垫片 （5）氢气管道的连接，应采用焊接，或用其它能切实防止泄漏的措施。 （6）氢气管道穿过墙壁或楼板时，应敷设在套管内，且套管内的管段不应有焊缝。工作压力(MPa)法兰密封面型式垫片10.0凹凸式或梯形槽二号硬钢纸板，退火紫钢板 （7）氢气放空管应设阻火器，阻火器宜在管口处。 （8）氢气管道一般不宜埋地敷设（也不宜明沟敷设）。架空敷设时应敷在非燃烧体的支架上。并与其它管线之间保持足够的安全距离。 （9）氢气管道的施工和验收应按工业管道工程施工及验收规范的要求及氢气特殊性严格把关。 7、安全生产管理 （1）制氢站、供氢站内严禁烟火，不准堆放易燃易爆物品，不准穿带钉鞋及化纤和可能产生静电的衣帽进入现场。 （2）氢气系统启用前，必须用氮气置换系统内之空气，然后再用氢气置换氮气。 （3）氢气系统检修前，必须用氮气吹除置换氮气，经化验空气中含氢量低于0.4%方准动火。 （4）制氢系统生产前要严格试压查漏。 （5）氢气一旦着火，必须立即切断