高爐煤氣成分:CO 24.8%,  CO2  19%,   H2  3.1%,  N2   53.1% 含塵量10mg/Nm3。低發(fā)熱值:3475KJ/Nm3 或830Kcal/Nm3 約為天然氣的1/10,焦?fàn)t煤氣的1/5。   

    高爐煤氣的可燃成分主要是CO,其余可燃成分微不足道,所以高爐煤氣著火溫度的高低主要取決于CO含量的高低,為530℃~660℃,以660℃計,仍比揮發(fā)分為25%的煙煤著火溫度(790℃),低130℃。

    CO在空氣中的著火濃度極限為12.5%~75%,高爐煤氣的著火濃度極限為35%~71%(以上述高爐煤氣成分計),相應(yīng)的空氣過剩系數(shù)見下表:

    從表可以看出,在實驗條件下高爐煤氣在著火濃度極限范圍內(nèi)的空氣過量系數(shù)比CO氣體高,顯然大量惰性氣體使高爐煤氣的可燃成分不能充分與空氣混合導(dǎo)致了過量空氣系數(shù)的提高,并可推斷燃燒速度是在α=0.64~1之間。

    由于高爐煤氣中含有大量的惰性氣體,1Nm3高爐煤氣的理論空氣需要量僅0.6Nm3左右.所以組織燃燒時要求更有效的混合措施才能確保煤氣的CO等可燃成分燃燒。

    高爐煤氣雖然發(fā)熱量低,理論燃燒溫度低約為1200℃,低熱值特性使高爐煤氣火焰溫度不高，惰性氣體阻礙可燃成分與空氣的充分混合，減緩燃燒化學(xué)反應(yīng)速度和火焰?zhèn)鞑ニ俣?，著火、穩(wěn)定燃燒困難，但一旦具備了著火和穩(wěn)燃條件，燃燒相當(dāng)迅速，火炬很短。

    高爐煤氣燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣热Q于可燃成分、空氣過量系數(shù)和爐膛溫度，對于成分一定的高爐煤氣來說，提高其火焰?zhèn)鞑ニ俣龋饕扛淖兛諝膺^量系數(shù)和提高爐膛溫度來為實現(xiàn)，過量空氣系數(shù)為0.65~0.9時，火焰?zhèn)鞑ニ俣容^大，由此可見火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c空氣過量系數(shù)密切相關(guān)，調(diào)整空氣的供應(yīng)量改變空氣過量系數(shù)，使火焰?zhèn)鞑ニ俣忍幱谏舷孪拗g，是達(dá)到穩(wěn)定燃燒的重要因素，另外爐膛溫度也直接影響其著火。

    高爐煤氣燃燒時，高爐煤氣流速應(yīng)低于25m/s?；旌蠚獬隹诹魉?5m/s左右。

    高爐煤氣燃燒時，呈現(xiàn)火焰短、火焰中心溫度較低、化學(xué)反應(yīng)速度低的物理特性。燃燒時不易回火，但易脫火。由于高爐煤氣的上述特性，高爐煤氣燃燒器設(shè)計時應(yīng)滿足以下要求：

1）  要組織煤氣與空氣的良好混合，使混合氣體中高爐煤氣達(dá)到燃燒環(huán)境著火濃度，混合氣在環(huán)境中的溫度能迅速升高到著火溫度。

2）  在燃燒區(qū)域，盡量提高其溫度場溫度，并給予高爐煤氣足夠的燃盡時間，以解決燃燒火焰的易穩(wěn)定、易產(chǎn)生脈動、易脫火脫火等問題，確保燃燒安全。

    從燃燒計算可知,在15℃的冷煤氣和冷空氣狀態(tài)下,按煤氣著火溫度700℃計算,得到1Nm3高爐煤氣的著火熱約為378Kcal/Nm3,相當(dāng)于煤氣本身燃燒熱的40%~50%,也相當(dāng)于0.08~0.095Nm3焦?fàn)t煤氣的發(fā)熱量,也就是說,我們可以通過少量的焦?fàn)t煤氣來點燃高爐煤氣,高爐煤氣一旦被穩(wěn)定點燃,其燃燒熱可以通過火焰?zhèn)鞑トc燃更多的高爐煤氣。

    高爐煤氣中的CO2,N2既不參與燃燒產(chǎn)生熱量,也不能助燃,相反,還大量吸收燃燒過程產(chǎn)生的熱量,導(dǎo)致高爐煤氣的理論燃燒溫度偏低。高爐煤氣的著火點并不高，似乎不存在著火的障礙，但在實際燃燒過程中，受各種因素的影響，混合氣體的溫度必須遠(yuǎn)大于著火點，才能確保燃燒的穩(wěn)定。高爐煤氣的理論燃燒溫度低，參與燃燒的高爐煤氣的量很大，導(dǎo)致混合氣體的升溫速度很慢，溫度不高，燃燒穩(wěn)定性不好。燃燒反應(yīng)能夠發(fā)生的另一條件是，氣體分子間能夠發(fā)生有效的碰撞，即擁有足夠能量的相互間能夠發(fā)生氧化反應(yīng)的分子間發(fā)生的碰撞，大量的CO2,N2的存在，減少了分子間發(fā)生有效碰撞的幾率，宏觀上表現(xiàn)為燃燒速度慢，燃燒不穩(wěn)定。

    高爐煤氣中存在大量的CO2,N2，燃燒過程中基本上不參與反應(yīng)，幾乎等量轉(zhuǎn)移到燃燒產(chǎn)生的煙氣中，燃燒高爐煤氣產(chǎn)生的煙氣量大。