烟气分析

烟气分析

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2023年2月25日发(作者：乌蚕衣)

煤磨烟气的特性分析

煤磨烟气中所含粉尘为煤粉，浓度大，粒度细，易燃易爆。

1、煤粉的几项特性：据煤炭科研部门试验表明

a、煤粉的爆炸极限

烟煤爆炸下限浓度：110~335g/m3，爆炸上限浓度：1500g/m3。

无烟煤爆炸下限浓度：45~55g/m3，爆炸上限浓度：1500~2000g/m3。

b、煤粉可燃爆的粒度：上限为0.5~0.8mm，粒经小于75μm更易于燃爆。

c、煤粉的着火温度：500~530℃，自燃温度：140~350℃。

d、煤的挥发份

无烟煤挥发份≤10%，无爆炸危险。

烟煤挥发份＞10%，有爆炸危险，百分比愈大，爆炸性愈大。

2、煤粉只要具备如下三要素，才可能进行燃烧和爆炸，缺一不行：

a、有可燃物质一煤粉；b、有氧气；c、有点燃源

3、水泥厂煤磨工艺流程是煤磨排出的含煤粉烟气先流经粗粉分离器再经细粉分

离器至除尘器，其粉尘浓度较低，约为70g/m3左右。随着技术的发展与进步，

取消细粉分离器，含煤粉烟气经粗粉分离器后即直接至除尘器。此时，煤粉的浓

度提高至300~700g/m3，在除尘器空间内煤粉弥漫正处于燃爆范围内。而煤粉的

浓度很细，比表面积大，粒度<80μm的占80%左右；水泥厂现又多采用烟煤，

挥发性一般在10~30%，也均处于燃爆范围。此外由于煤磨属于烘干磨，烟气中

有一定水份含量，露点一般在50~55℃，易于结露。

4、氧气的浓度在15~17%以上，易引起燃爆，小于14%视为惰性气体。

水泥厂煤粉制备工艺系统——煤磨布置在窑尾（指回转窑），利用窑尾烟气

作为烘干介质时，烟气中含氧量低，有抑制燃煤的作用——对防燃防爆要求低。

当布置在窑头利用窑头冷却机的热风或利用热风炉的热风作烘干介质时，热风中

含氧量将高达21%，具备燃爆条件。

5、点燃源，煤磨是否具有煤粉燃爆的自燃或着火温度范围？水泥厂煤磨入口温

度一般不大于400℃，煤磨出口烟气温度为避免结露需高于露点温度15~30℃，

一般控制在70~85℃，但当利用窑尾烟气作烘干用时，因其水份含量有时高达6%，

煤磨烟气出口应高于露点温度30~35℃，一般控制在85~90℃。可见其出口烟气

温度均在着火或自燃温度范围外。

为什么磨煤机启停或缺煤时，最容易发生爆炸？

磨煤机启停或缺煤时磨煤机内的煤粉细度、气粉混合物浓度都变小，

最容易达到煤粉爆炸极限浓度。而且此时磨煤机出口气粉混合物的温

度会较高，煤粉易自燃产生爆炸；且磨煤机内少煤，钢球与金属瓦撞

击加剧，易产生火星点燃煤粉产生爆炸。

技术资料-----煤粉爆炸的条件及危险浓度

煤粉爆炸的条件及危险浓度？

1、煤粉的浓度。

2、点燃能。

3、煤粉混合物中氧气的浓度。当气体中氧气的含

量低于16％时不会发生爆炸。

煤粉浓度上限0.21－0.25kg/m3,煤粉浓度下限5

－6kg/m3,易爆煤粉浓度1.7－2.0kg/m3，最大爆炸压

力0.31－0.33Mpa.

煤磨系统运行中如何判断磨内或袋收尘内着火,如何操作才能控制和解决?

煤磨系统运行中磨内或袋收尘内着火会引发爆炸的，所以必须保证不能让设备内

部着火。煤磨除尘器与生料烘干兼粉碎磨的收尘器基本相似，只是煤磨布袋除尘

器存在燃烧和爆炸的危险，但不论采用何种除尘器都存在这个问题。燃烧和爆炸

的三个条件一一可燃物质、足够的氧气和火源，这些煤磨除尘器都存在。特别是

用冷却机废气作煤磨的烘干热源时其危险性更大，因为冷却机的废气基本是新鲜

空气，比窑尾废气的含氧量高得多。当煤粉和空气混合达到一定浓度时，就有爆

炸的危险。煤磨除尘器的结构与常规除尘器基本相同，只是在设计时要考虑煤粉

可能燃烧和爆炸这一特点。现将燃烧和爆炸的三要素和脉冲除尘器的设计要点分

别叙述如下。

煤磨除尘器燃烧和爆炸的三要素一一可燃物质、足够的氧气和火源。

①煤磨除尘器燃烧和爆炸的第一要素：可燃物质

煤磨除尘器捕集的微细煤粉本身就是可燃物质，它的燃烧和爆炸特性与煤的

挥发分、灰分、水分、粒度、气体温度和含尘浓度等因素有关。煤的挥发成分对

煤粉的可燃性影响最大，挥发值越大，爆炸危险性就越大。煤的挥发分与着火温

度、最大爆炸压力的关系。

b.煤的灰分也与煤粉的爆炸性密切相关，煤含非可燃性物质70%以上才会失

去爆炸性，事实上煤的灰分不大于40%。

c.煤的水分在大于4%-6%时爆炸性减弱，水分在大于10%就会失去爆炸性。

水泥窑用的燃煤必须经过烘干，一般要求水分为1%左右，因此增大了煤粉的爆

炸性。若粒度相同，水分越高，煤粉的最大爆炸压力就越低。

d.煤粉的细度对爆炸的影响很大，煤粉愈细，愈容易着火。

e.煤粉的燃烧或爆炸与温度有直接关系，根据实践经验，煤粉堆积时的自燃

温度应控制在70-90℃。温度低于70℃，从防止燃爆的角度来看是有利的，但

容易接近露点，产生冷凝水，使煤粉黏附在除尘器上，有害于除尘器的安全运行。

f.气体含煤粉浓度的爆炸下限一般为20-60g/m3，上限为2000-7000g/m3。

范围变化大的原因，主要是受上述诸因素的影响。进煤磨静电除尘器的煤粉浓度，

一般应小于40g/m3。

②煤磨除尘器燃烧和爆炸的第二要素：足够的氧气

煤磨烘干煤采用专用热风炉或使用含氧量较低的窑尾废气或含氧量较高的

冷却机废气，从安全角度考虑，煤磨烘干应尽可能利用窑尾废气。因为窑尾废气

的含氧量一般小于14%，可认为是惰性气体，而含氧量接近21%的冷却机废气，

对防燃防爆的要求更加严格。即使采用窑尾废气作为热源，在停磨和开磨时，含

氧量都有可能增高。因此，煤磨热气体的含氧量一般要控制在小于14%的范围

内，实际生产中进入除尘器的气体，含氧量应控制在小于12%的范围内。超过

12%，应发出声光信号，超过14%，磨机应停止运行。

③煤磨除尘器燃烧和爆炸第三要素：火源

煤粉的着火温度因煤种的不同而异，一般大于580℃，着火能大于20mJ。

这是作为火源必须具备的两个条件。煤磨除尘器中的温度虽然低于100℃，但是

静电除尘器中不可避免要产生火花，其着火能大于20mJ。当袋式除尘器中含尘

气体透过除尘滤袋时，因摩擦而产生静电，电荷积累到一定的数量，也会成为着

火源。不过袋式除尘器静电积累的着火能比静电除尘器的着火能小得多，这是袋

式除尘器不易产生爆炸的主要原因。袋式除尘器经常发生着火燃烧事故，主要是

工艺操作不当所引起的。

粉尘爆炸极限

粉尘爆炸极限包括爆炸下限和爆炸上限。粉尘爆炸下限是指在空气中，遇火源能发生

爆炸的粉尘最低浓度。一般用单位体积内所含粉尘质量表示，其单位为g/m3。爆炸下限越

低，粉尘爆炸危险性越大。不同种类粉尘其爆炸下限不同，同种物质粉尘其爆炸下限也随条

件变化而改变。

中文名

粉尘爆炸极限

外文名

Dustexplosionlimit

爆炸下极限

19～500g/m3

起火点

常温～860℃

目录

1极限值

2规律

3检测

1极限值

空气中粉尘爆炸极限表

粉尘种类粉尘爆炸下极限g/m3起火点℃

金属

钼

35645

锑

420416

锌

500680

锆

40

常温

硅

160775

钛

45460

铁

120316

钒

220500

硅铁合金

425860

镁

20520

镁铝合金

50535

锰

210450

热固性塑料

绝缘胶木

30460

环氧树脂

20540

酚甲酰胺

25500

酚糠醛

25520

热塑性塑料

缩乙醛

35440

醇酸

155500

乙基纤维素

20340

合成橡胶

30320

醋酸纤维素

35420

四氟乙烯

-670

尼龙

30500

丙酸纤维素

25460

聚丙烯酰胺

40410

聚丙烯腈

25500

聚乙烯

20410

聚对苯二甲酸乙酯

40500

聚氯乙烯

-660

聚醋酸乙烯酯

40550

聚苯乙烯

20490

聚丙烯

20420

聚乙烯醇

35520

甲基纤维素

30360

木质素

65510

松香

55440

塑料一次原

料

己二酸

35550

酪蛋白

45520

对苯二酸

50680

多聚甲醛

40410

对羧基苯甲醛

20380

塑料填充剂

软木

35470

纤维素絮凝物

55420

棉花絮凝物

50470

木屑

40430

农产品及其

它

玉米及淀粉

45470

大豆

40560

小麦

60470

花生壳

85570

砂糖

19410

煤炭（沥青）

35610

肥皂

45430

干浆纸

60480

2规律

(1)粉尘粒径越小，爆炸下限越低。

(2)氧浓度越高，爆炸下限越低。

(3)可燃挥发分含量越高，粉尘爆炸下限越低。

3检测

粉尘爆炸极限检测仪适用于粉尘浓度的快速测定、工矿企业生产现场等劳动卫生方面

粉尘浓度的检测，以及环境保护领域可吸入尘浓度的监测。已有千台以上仪器在全国各地使

用，得到用户好评。

仪器符合劳动部LD98-1996《空气中粉尘浓度的光散射式测定法》标准以及铁道部

TB/T2323-92《铁路作业场所空气仪器中粉尘测定相对质量浓度与质量浓度的转换方法》等

行业标准。

仪器必须具有《防爆合格证》、《制造计量器具许可证》。

主要特点：

可直读颗粒物质量浓度（mg/m3），1分钟出结果，或根据用户需要任意设定采样时

间；

测量快速、准确、检测灵敏度高；

设计了自校系统,仪器性能稳定可靠；

具有气幕屏蔽及洁净气自清洗功能，确保光学系统不受污染；

实现了软件自动调零；

具有与计算机双向通讯功能，可通过PC机进行数据处理，打印出曲线及表格；

具有颗粒物浓度连续监测、定时采样以及粉尘浓度超标报警等多种功能；

主要技术指标

检测灵敏度：低灵敏度0.01mg/m3；

测定范围：低灵敏度0.01～100mg/m3；

测定时间：采样标准时间为1分钟，设有0.1、1、2、5、10分钟及调时档（任意设定

采样时间）；

重复性误差：±2%；

测量精度：±10%

显示屏：带标识4位液晶显示器；

存贮：可循环存储999组数据；

定时采样：可设定测量时间1～999秒及采样次数1～999次

输出接口：PC机通讯接口（RS232）及打印机输出接口

环境温度：0℃～40℃（储存温度－20℃～60℃）

电源：交直流两用，配充电电池及充电器

尺寸：192×69×140mm

重量：1.4Kg