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[摘要]从安全生产的角度出发，文中首先讨论焦炉煤气的理化性质，接着讨论煤气中毒的机理及允许工作时间，然后讨论煤气中毒的客观原因及预防，最后讨论煤气爆炸的原因及预防。
[关键词]煤气；中毒；易燃易爆；泄露；煤气设备
中图分类号：TD845 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0288-02
1 前言
煤气是工业企业中焦炉、热风炉、平炉、轧钢加热炉、生活用燃气等许多领域的主要燃料。然而，由于煤气属于有毒物质，且易燃易爆，煤气从产生到净化、输送加压以及到用户使用的过程中，每个环节、每时每刻都存在着危险因素，若管理不善或措施不当，就会造成安全事故。文中首先讨论焦炉煤气的理化性质，接着讨论煤气中毒的机理及允许工作时间，然后讨论煤气中毒的客观原因及预防，最后讨论煤气爆炸的原因及预防。
2 焦炉煤气的理化性质
2.1 焦炉煤气的理化性质
净化后的焦炉煤气是无色、有臭味、有毒的易燃易爆气体，重度0.45～0.55kg/m3，热值16800～18900kJ/m3，着火温度为550～650℃，爆炸极限4～40%，理论燃烧温度为2100℃，理论燃烧空气需要量4.2m3/ m3，燃烧火焰为棕红色。
2.2 焦炉煤气中单一气体的理化性质
（1）一氧化碳：分子式为CO，无色、无臭，分子量28.01，重度1.25kg/m3，低发热值为16269kJ/m3，爆炸极限12.5～74.2%。着火温度是644～658℃，火焰呈微光，在气体混合物中含有少量的水，可降低着火温度，火焰呈蓝色。
（2）甲烷：分子式为CH4，无色、有微量葱臭味，分子量16，重度0.715 kg/m3，难溶于水，低发热值为35671kJ/m3，爆炸极限为5.4～15%，着火温度为650℃，燃烧火焰微弱亮光。当空气中甲烷浓度达到25%～30%时才会使人中毒。
（3）氢气：分子式H2，无色无臭气体，分子量2，重度0.0899kg/m3，难溶于水，低发热值为10747.5kJ/m3，爆炸极限为4.2～74%，着火温度580～590℃。
（4）硫化氢：分子式H2S，有浓厚的臭鸡蛋味，属于剧毒气体，分子量34，重度1.52kg/m3，易溶于水。低发热值为23668.6 kJ/m3，爆炸极限为4.3～45.6%，着火温度为364℃，火焰呈蓝色。在大气中最大允许浓度为0.01g/m3，当浓度达到0.04%时有害于人体，0.1%可以致人死亡。
（5）二氧化碳：分子式为CO2，略有气味的无色、不可燃的气体，分子量为44，重度为1.977kg/m3，易溶于水。空气中达25mg/升时对人体即有危害，高浓度时会刺激呼吸系统，引起呼吸加快、呼吸困难并有窒息、中毒的危险。
（6）氮气：分子式为N2，无色、不可燃气体，分子量28，重度1.25kg/m3。化学性质不活泼，空气中含量增加时缺氧会使人窒息。
（7）氧气：分子式为O2，无色无味，助燃气体，空气中含有21%，分子量32，重度1.429kg/m3。
3 煤气中毒的机理及允许工作时间
3.1 煤气中毒的机理
煤气中含有大量的CO，CO是无色无味的气体，化学活动性很强，能长时期与空气混合在一起。CO被吸入人体后，与红血球中的血色素结合成碳氧血色素，使血色素凝结，破坏了人体血液的输氧机能，阻碍了生命所需的氧气的供应，使人体内部组织缺氧而引起中毒。CO与血色素的结合能力比氧与血色素的结合能力大300倍，而碳氧血色素的分离，要比氧与血色素的分离慢3600倍。当3/4的血色素被CO凝结后，人很快就会死亡。
3.2 空气中CO浓度下所允许的工作时间
CO毒性极强，空气中含量达到0.06%即有害于人体，含量0.2%即可使人失去知觉，含量0.4%即可使人迅速死亡。空气中可允许的CO浓度不得超过0.0024%（24ppm）。人员在空气中CO浓度下所允许的工作时间如表1。
4 煤气中毒的客观原因及预防
4.1 造成煤气中毒的客观原因
（1）煤气设备已经泄露而没有及时发现，或已发现而没有及时处理。
（2）对煤气性质认识不足，在超过卫生标准的煤气区域工作而又不戴防毒面具。
（3）在煤气设备附近休息、打盹、睡觉。
（4）停送煤气时，不注意空气的流向，或设备内残留煤气处理不彻底，或没有可靠隔断煤气来源，并没有严格的检查制度。
（5）煤气倒窜到蒸汽、氮气及水管内，引起人员中毒事故。
（6）煤气区域不挂“煤气危险禁止停留”的标牌，或安全制度不严格，误入或提前进入危险区。
（7）煤气管网系统压力波动过大，超过水封安全要求，造成水封压穿，煤气泄露。
4.2 煤气中毒事故的预防
（1）严格执行煤气安全规程和制度。
（2）煤气作业单位上岗人员必须经培训和考试合格，否则不能上岗工作。
（3）在煤气设备上抽堵盲板、动火检修前，必须到煤气主管单位办理动火证。防护人员必须到现场监护，否则不能工作。
（4）进入煤气设备内部工作（如清灰等），必须可靠隔断各种煤气来源，经检测或化验分析，合格后方可入内。
（5）对煤气设备，特别是室内煤气设备，应有定期检查泄露制度，发现泄露及时处理。
（6）对新建、扩建、改建或大修后的煤气设备在投产前必须进行气密性试验，合格后方可投入使用。
（7）发现跑冒煤气或带煤气作业，必须佩戴空气呼吸器。
（8）不准在煤气地区长时间停留、睡觉或取暖。 （9）蒸汽、氮气管道不能与煤气管道长期联通，用完后要立即断开，防止煤气倒窜造成中毒。水管应装逆止阀，以防断水时倒窜煤气。
（10）煤气区域应挂明显的安全标志牌。
5 煤气爆炸的原因及预防
5.1 煤气爆炸的原因
（1）煤气来源中断，管道内压力降低，无法保证正压，造成空气吸入，使空气与煤气混合达到爆炸范围，遇火产生爆炸。
（2）煤气设备检修时，煤气未吹赶干净，又未做化验，急于动火造成爆炸。
（3）堵在设备上的盲板，由于年久腐蚀造成泄露，动火前又未试验，造成爆炸。
（4）窑炉等设备正压点火。
（5）违章操作，先送煤气，后点火。
（6）强制供风的窑炉，如鼓风机突然停电，造成煤气倒流，也会发生爆炸。
（7）焦炉煤气管道及设备虽然已吹扫，并检验合格，如果停留时间长，设备内的积存物受热挥发，特别是萘升华气体与空气混合达到爆炸范围，遇火同样也会发生爆炸。
（8）烧嘴关闭不严密，煤气泄漏于炉内，点火前未对炉膛进行通风处理。
（9）在停送煤气时，没有按规章办事，或者停煤气时没有把煤气彻底切断，又没检查就动火。
（10）烧嘴点不着火，再点前对炉膛未作通风处理。
（11）煤气设备（管道）引上煤气后，未作爆发实验，急于点火。
5.2 煤气爆炸的预防
（1）为了防止煤气爆炸，首先就要杜绝煤气和空气的混合而产生爆炸范围内的混合气体。其次要避免高温和火源接触爆炸性混合物气体。
（2）送煤气时前，对煤气设备及管道内的空气须用蒸汽或氮气赶净，然后用煤气赶蒸汽或氮气，并逐段做爆炸试验，合格后，方可送给用户。
（3）正在生产的煤气设备和不生产的煤气设备必须可靠断开，切断煤气来源时必须用盲板。
（4）对要点火的炉子需做严格的检查，如烧嘴开闭器是否关严，有否漏气，烟道阀门是否全部开启，确保炉膛内形成负压，方可点火。然后稍开煤气待燃着后，再调整到适当的位置。如点着火又灭了，需再次点火时，应立即关闭烧嘴阀门，对炉膛内仍需作负压处理，待煤气吹扫干净后再点火送煤气。
（5）在已可靠切断煤气来源的煤气设备及煤气管道上动火时，一定要经检查、化验合格后，方可动火。对长时间未使用的煤气设备动火，必须重新进行检测，鉴定合格方能动火。
（6）在运行中的煤气设备或管道上动火，应保证煤气正常的压力，只准用电焊，不准用气焊。同时要有防护人员在场。
（7）凡停产的煤气设备，必须及时处理残余煤气，直到合格。并应与大气保持联通。
（8）煤气用户应装有煤气低压报警器和煤气低压自动切断装置，以防回火产生爆炸。
（9）对于检修后投用设备，在送煤气前，除严格按照标准验收外，必须认真检查有无火源，有无静电放电的可能，然后才按照第一条的规定送气。
（10）停送煤气时，下风侧一定要管理好明火。
6 结束语
以上讨论的关于煤气事故的原因及预防的内容，是在长期生产管理和实践中不断进步所形成的。由于煤气作业的场合不同，以及设备和作业内容的不同，应当具体问题具体分析，避免教条主义。
参考文献
[1] 郑智宏，薛新科，梁爱珍，等.煤化工生产基础知识[M].北京：化学工业出版社，2007.
[2] 中华人民共和国国家标准GB 12710-2008，焦化安全规程[S].
[关键词]煤气；中毒；易燃易爆；泄露；煤气设备
中图分类号：TD845 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0288-02
1 前言
煤气是工业企业中焦炉、热风炉、平炉、轧钢加热炉、生活用燃气等许多领域的主要燃料。然而，由于煤气属于有毒物质，且易燃易爆，煤气从产生到净化、输送加压以及到用户使用的过程中，每个环节、每时每刻都存在着危险因素，若管理不善或措施不当，就会造成安全事故。文中首先讨论焦炉煤气的理化性质，接着讨论煤气中毒的机理及允许工作时间，然后讨论煤气中毒的客观原因及预防，最后讨论煤气爆炸的原因及预防。
2 焦炉煤气的理化性质
2.1 焦炉煤气的理化性质
净化后的焦炉煤气是无色、有臭味、有毒的易燃易爆气体，重度0.45～0.55kg/m3，热值16800～18900kJ/m3，着火温度为550～650℃，爆炸极限4～40%，理论燃烧温度为2100℃，理论燃烧空气需要量4.2m3/ m3，燃烧火焰为棕红色。
2.2 焦炉煤气中单一气体的理化性质
（1）一氧化碳：分子式为CO，无色、无臭，分子量28.01，重度1.25kg/m3，低发热值为16269kJ/m3，爆炸极限12.5～74.2%。着火温度是644～658℃，火焰呈微光，在气体混合物中含有少量的水，可降低着火温度，火焰呈蓝色。
（2）甲烷：分子式为CH4，无色、有微量葱臭味，分子量16，重度0.715 kg/m3，难溶于水，低发热值为35671kJ/m3，爆炸极限为5.4～15%，着火温度为650℃，燃烧火焰微弱亮光。当空气中甲烷浓度达到25%～30%时才会使人中毒。
（3）氢气：分子式H2，无色无臭气体，分子量2，重度0.0899kg/m3，难溶于水，低发热值为10747.5kJ/m3，爆炸极限为4.2～74%，着火温度580～590℃。
（4）硫化氢：分子式H2S，有浓厚的臭鸡蛋味，属于剧毒气体，分子量34，重度1.52kg/m3，易溶于水。低发热值为23668.6 kJ/m3，爆炸极限为4.3～45.6%，着火温度为364℃，火焰呈蓝色。在大气中最大允许浓度为0.01g/m3，当浓度达到0.04%时有害于人体，0.1%可以致人死亡。
（5）二氧化碳：分子式为CO2，略有气味的无色、不可燃的气体，分子量为44，重度为1.977kg/m3，易溶于水。空气中达25mg/升时对人体即有危害，高浓度时会刺激呼吸系统，引起呼吸加快、呼吸困难并有窒息、中毒的危险。
（6）氮气：分子式为N2，无色、不可燃气体，分子量28，重度1.25kg/m3。化学性质不活泼，空气中含量增加时缺氧会使人窒息。
（7）氧气：分子式为O2，无色无味，助燃气体，空气中含有21%，分子量32，重度1.429kg/m3。
3 煤气中毒的机理及允许工作时间
3.1 煤气中毒的机理
煤气中含有大量的CO，CO是无色无味的气体，化学活动性很强，能长时期与空气混合在一起。CO被吸入人体后，与红血球中的血色素结合成碳氧血色素，使血色素凝结，破坏了人体血液的输氧机能，阻碍了生命所需的氧气的供应，使人体内部组织缺氧而引起中毒。CO与血色素的结合能力比氧与血色素的结合能力大300倍，而碳氧血色素的分离，要比氧与血色素的分离慢3600倍。当3/4的血色素被CO凝结后，人很快就会死亡。
3.2 空气中CO浓度下所允许的工作时间
CO毒性极强，空气中含量达到0.06%即有害于人体，含量0.2%即可使人失去知觉，含量0.4%即可使人迅速死亡。空气中可允许的CO浓度不得超过0.0024%（24ppm）。人员在空气中CO浓度下所允许的工作时间如表1。
4 煤气中毒的客观原因及预防
4.1 造成煤气中毒的客观原因
（1）煤气设备已经泄露而没有及时发现，或已发现而没有及时处理。
（2）对煤气性质认识不足，在超过卫生标准的煤气区域工作而又不戴防毒面具。
（3）在煤气设备附近休息、打盹、睡觉。
（4）停送煤气时，不注意空气的流向，或设备内残留煤气处理不彻底，或没有可靠隔断煤气来源，并没有严格的检查制度。
（5）煤气倒窜到蒸汽、氮气及水管内，引起人员中毒事故。
（6）煤气区域不挂“煤气危险禁止停留”的标牌，或安全制度不严格，误入或提前进入危险区。
（7）煤气管网系统压力波动过大，超过水封安全要求，造成水封压穿，煤气泄露。
4.2 煤气中毒事故的预防
（1）严格执行煤气安全规程和制度。
（2）煤气作业单位上岗人员必须经培训和考试合格，否则不能上岗工作。
（3）在煤气设备上抽堵盲板、动火检修前，必须到煤气主管单位办理动火证。防护人员必须到现场监护，否则不能工作。
（4）进入煤气设备内部工作（如清灰等），必须可靠隔断各种煤气来源，经检测或化验分析，合格后方可入内。
（5）对煤气设备，特别是室内煤气设备，应有定期检查泄露制度，发现泄露及时处理。
（6）对新建、扩建、改建或大修后的煤气设备在投产前必须进行气密性试验，合格后方可投入使用。
（7）发现跑冒煤气或带煤气作业，必须佩戴空气呼吸器。
（8）不准在煤气地区长时间停留、睡觉或取暖。 （9）蒸汽、氮气管道不能与煤气管道长期联通，用完后要立即断开，防止煤气倒窜造成中毒。水管应装逆止阀，以防断水时倒窜煤气。
（10）煤气区域应挂明显的安全标志牌。
5 煤气爆炸的原因及预防
5.1 煤气爆炸的原因
（1）煤气来源中断，管道内压力降低，无法保证正压，造成空气吸入，使空气与煤气混合达到爆炸范围，遇火产生爆炸。
（2）煤气设备检修时，煤气未吹赶干净，又未做化验，急于动火造成爆炸。
（3）堵在设备上的盲板，由于年久腐蚀造成泄露，动火前又未试验，造成爆炸。
（4）窑炉等设备正压点火。
（5）违章操作，先送煤气，后点火。
（6）强制供风的窑炉，如鼓风机突然停电，造成煤气倒流，也会发生爆炸。
（7）焦炉煤气管道及设备虽然已吹扫，并检验合格，如果停留时间长，设备内的积存物受热挥发，特别是萘升华气体与空气混合达到爆炸范围，遇火同样也会发生爆炸。
（8）烧嘴关闭不严密，煤气泄漏于炉内，点火前未对炉膛进行通风处理。
（9）在停送煤气时，没有按规章办事，或者停煤气时没有把煤气彻底切断，又没检查就动火。
（10）烧嘴点不着火，再点前对炉膛未作通风处理。
（11）煤气设备（管道）引上煤气后，未作爆发实验，急于点火。
5.2 煤气爆炸的预防
（1）为了防止煤气爆炸，首先就要杜绝煤气和空气的混合而产生爆炸范围内的混合气体。其次要避免高温和火源接触爆炸性混合物气体。
（2）送煤气时前，对煤气设备及管道内的空气须用蒸汽或氮气赶净，然后用煤气赶蒸汽或氮气，并逐段做爆炸试验，合格后，方可送给用户。
（3）正在生产的煤气设备和不生产的煤气设备必须可靠断开，切断煤气来源时必须用盲板。
（4）对要点火的炉子需做严格的检查，如烧嘴开闭器是否关严，有否漏气，烟道阀门是否全部开启，确保炉膛内形成负压，方可点火。然后稍开煤气待燃着后，再调整到适当的位置。如点着火又灭了，需再次点火时，应立即关闭烧嘴阀门，对炉膛内仍需作负压处理，待煤气吹扫干净后再点火送煤气。
（5）在已可靠切断煤气来源的煤气设备及煤气管道上动火时，一定要经检查、化验合格后，方可动火。对长时间未使用的煤气设备动火，必须重新进行检测，鉴定合格方能动火。
（6）在运行中的煤气设备或管道上动火，应保证煤气正常的压力，只准用电焊，不准用气焊。同时要有防护人员在场。
（7）凡停产的煤气设备，必须及时处理残余煤气，直到合格。并应与大气保持联通。
（8）煤气用户应装有煤气低压报警器和煤气低压自动切断装置，以防回火产生爆炸。
（9）对于检修后投用设备，在送煤气前，除严格按照标准验收外，必须认真检查有无火源，有无静电放电的可能，然后才按照第一条的规定送气。
（10）停送煤气时，下风侧一定要管理好明火。
6 结束语
以上讨论的关于煤气事故的原因及预防的内容，是在长期生产管理和实践中不断进步所形成的。由于煤气作业的场合不同，以及设备和作业内容的不同，应当具体问题具体分析，避免教条主义。
参考文献
[1] 郑智宏，薛新科，梁爱珍，等.煤化工生产基础知识[M].北京：化学工业出版社，2007.
[2] 中华人民共和国国家标准GB 12710-2008，焦化安全规程[S].