合成氨车间工艺及安全管理
小型合成氨厂的基本工艺
二、冷鼓车间
•目的和任务： • 除去焦炉气中残余粉尘 微粒及焦油后，再经煤气鼓 风机升压后送往洗氨脱萘为 后工序提供洁净的焦炉气。
三、压缩工段
目的和任务： 是把气体输送到各工序
并提供过程进行所需要的压力， 以使这些过程按工艺要求得以 顺利进行。
四、变换岗位
合成岗位
目的和任务：
将经甲烷化后送来的氢氮比合格的气体导入 系统，在一定的温度、压力下在氨催化剂的 作用下使氢氮气合成氨，热后经过水冷、氨 冷使混合气中的大部分气氨冷凝成液氨而分 离出来，并送往氨贮槽。分离出液氨的氢氮 混合气经循环机赠压后与补充的新鲜气在一 起送入合成塔内进行反应，如此循环。
小型化肥厂的工艺简介
小型氮肥厂的整体工艺流程
焦化车间
冷鼓车间
原料气压缩工段
变脱工段
PSA一段
碳化车间
氨回收工段
合成车间
合成压缩工段
PSA二段 精脱工段硫 工段甲烷化
CO2压缩
碳化车间 化肥
一、焦化车间
•主要的工作原理及目的 •原理:原煤经过焦化炉高温干熘后， 产出煤气，并留下了其付产品焦Βιβλιοθήκη 炭、焦油等产品。精脱硫岗位
目的与任务： 除和去有变机脱硫后，原保料证气 气中体少中量硫的化H物2S 总含量小于0.1PPm，满足甲烷 化工艺对硫的要求，同时消除 硫化物对管道和设备的腐蚀。
甲烷化岗位
除＜1去.0脱%)碳，气在少适量当的的C温O和度C、O压2(共力 下，通过甲烷化催化剂的作用 将成残触余媒的无C害O的和甲CO烷2转，化出为口对气合体 （CO+CO2＜20PPm）。
目的和任务： 将压缩工段送来的焦炉气中
的CO加入水蒸气并在催化剂的作 用 后下工转段化提成供较CO合2，格同的时原获料得气H2。，为
合成氨生产工艺碳化工段
图9-2碳化塔1 一气体分布器；2—分气板; 3—冷却管；4一挡板0. 6MPa和1. 2MPa两个等级。
第九章碳化工段第一节工艺流程及主要设备—、本；段任务（一）碳化工段的任务在变换气中，除含有合成氨所需的氢及氮之外，还含有26K左右的二氧化碳、一氧化碳（3.0〜3.8％）等气体。
二氧化碳、一氧化碳等气体不仅不是合成氨所需要的，而且对合成触媒有毒害作用，所以必须清除。
碳化工段的任务就是用浓氨水吸收变换气中的二氧化碳，并制成合格的碳酸氢铵。
二氧化碳被碳化吸收后，变换气成为合格的原料气（C02<0.2％；NH3<0.lg/m3）,送压缩工段进一步压缩后送精炼工段。
本工段还要保证全厂氨和二氧化碳的平衡及本工段的水平衡，确保均衡生产。
碳化工段全过程包括：浓氨水的制备、浓氨水吸收二氧化碳生产碳酸氢铵、氨的回收以及悬浮液的分离。
（二）水洗的任务碳化水洗流程的任务用压力水洗去变换气中的部分二氧化碳，解决碳铵生产过程中氨和二氧化碳的平衡，同时能增加氨水和液氨的产量。
中压联尿水洗的任务用高压水将变换气中的二氧化碳洗至18％左右，以保证联尿生产中氨与二氧化碳的平衡。
（三）等压吸收的任务用软水或稀氨水吸收氨罐弛放气及合成放空气中的氨气，制成浓氨水供碳化生产使用，其余的气体送锅炉燃烧回收热能，或送造气吹风气回收燃烧。
二、工艺流程简述（一）碳化气体流程如图9-1所示，压力为1.12MPa的变换气从塔底依次通过碳化主塔、副塔、综合塔，在塔内变换气与浓氨水鼓泡反应，二氧化碳被氨水吸收，成为合格的原料气送压缩机三段入口。
在生产甲醇的氮肥厂，为保证甲醇触媒不中毒，在综合塔后，增设活性炭脱硫塔，使原料气中H2S含量<2ppm。
液体流程稀氨水和母液用泵从贮槽打入高位吸氨器或喷射吸收器，的氨气反应，其方程式如下：NH3+HzO=NH4OH+QNH4OH+NH4HCO3=（nh4）2co3+HzO+Q制成的浓氨水再经冷却排管降温后，送浓氨水贮槽。
合成氨车间工艺流程
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天然气或煤炭等原料经过气化或转化反应，生成含有氢气和氮气的合成气。
简述合成氨的生产工艺流程
简述合成氨的生产工艺流程摘要：氨作为重要的化工产品，在人们的生产生活中占有重要地位。
农业中用到的大部分氮肥，包含尿素、硝酸铵、氯化铵等复合肥都是以氨为原料的。
据统计，世界每年合成氨产量不少于一亿吨，大部分都是用做原料来生产化肥，所以合成氨的重要性不言而喻，本文将结合安徽晋煤中能化工股份有限公司的车间操作规程，对合成氨的生产工艺流程进行分析和整理。
关键词：合成氨；生产工艺；反应一、氨合成的基本原理氨合成反应是在高温、高压、并有催化剂存在条件下进行的放热、体积缩小、可逆的反应。
其化学反应式如下：N2+3H22NH3+Q由于氨合成反应是可逆、放热、体积缩小的反应，根据化学平衡移动定律（勒沙特列原理），提高压力，降低温度，降低进塔氨含量，控制合适的氢氮比，有利于反应向生成氨的方向进行，即有利于氨的合成。
二、氨合成的反应机理在催化剂的作用下，氢与氮生成氨的反应是一多相气体催化反应，多相气体催化反应的历程一般由以下几个步骤所组成：1、气体反应物扩散到催化剂外表面；2、反应物自催化剂外表面扩散到毛细孔内表面；3、气体被催化剂表面（主要是内表面）活性吸附；4、吸附状态的气体在催化剂表面上起化学反应，生成产物；5、产物自催化剂表面解吸；6、解吸后的产物从催化剂毛细孔向外表面扩散；7、产物由催化剂外表面扩散至气相主流。
以上七个步骤是氢和氮自气相空间向催化剂表面接近，其绝大部分自外表面向催化剂的毛细孔的内表面扩散，并在表面上进行活性吸附。
吸附氮与吸附氢及气相氢进行化学反应，依次生成NH, NH2, NH3,后者自表面脱附后进入气相空间。
三、安徽晋煤中能化工股份有限公司氨合成的工艺流程氨的合成主要包含脱硫、转化、变换、脱碳、甲烷化、氨的合成、吸收制冷及输入氨库和氨吸收八个工序，下面主要针对徽晋煤中能化工股份有限公司的氨的合成部分进行阐述。
来自压缩七段出口的新鲜气，经七段油分分离后，在冷交气体出口氨冷前补入，进入氨冷器冷却后，进入氨分离器分离液氨，并在下部进入冷交换器管内上行（降低水冷后气体），由上部出来进入循环机加压，加压后的气体先进入油分离器分离油滴，然后进入热交与水加热器来的热气预热交换后进入合成塔（为调节炉温在油分离后至水冷进口设置一近路管线，在油分离器后至合成塔底部及g3冷激设副线以便调节催化剂床层温度）。
合成氨厂安全操作规程
1.目的：对生产设备安全操作程序进行规定，使设备安全操作规范化、制度化，确保设备安全运行和使用，保障员工人身安全，特制订本操作规程。
2.范围：适用于合成氨生产过程主要（重要）设备安全操作管理。
3.职责：3.1合成氨厂厂长负责组织制定并审核批准实施；3.2技术员、安全员负责制定规程并给予必要的修订；3.3各工段负责人组织学习规程并监督实施；3.4工序操作人员按照规程操作并记录。
4.解释：4.1有重要和主要设备的岗位，制定设备安全操作规程：4.2无重要（主要）设备的岗位，制定岗位安全操作规程。
5.安全操作规程：5.1原煤输送加工工序5.1.1原煤输送机（TD2-18：5-6)a.操作人员进入岗位前必须穿戴好劳动保护用品；b.开车前认真检查区域内设备及电路、水带喷淋等安全防护设备设施处于工作状态；c.检查输煤皮带机、附属设备等相关设备，确认完好；巡检设备周围是否有人在工作、活动；d.确认无人后开车空转，观察设备运转是否符合安全要求；e.上料实转，随时巡查设备运转情况，运转过程中严禁将手或身体进入皮带运转区域，防止挤伤或卷入；巡视过程中操作人员严禁横越皮带机和下料口；开车时不许用皮带运送其它物品。
f.下煤不畅及其它故障必须先停皮带输送机，通知值班长协调解决，严禁输煤人员私自处理；g.皮带输送机运转时，操作人员不得擅自脱离岗位，人员不要接近裸露的运转部位。
运转中严禁将手或其他物品进入皮带机运转区域，防止人身伤害；不许用皮带运送其它物品。
h.皮带在运行中禁止加油、清扫周围粉尘和维修作业；动火、登高等作业必须办证，采取有效安全措施后方可作业。
生产正常情况下，不能带负荷起停车。
i.厂房及皮带走廊做好通风防护，每班最少清扫2次，减少粉尘危害。
除尘风机处于常开状态。
j.设备检修时，通知电工切断所检修设备的电源，并挂上“有人工作，禁止合闸”警示牌，并设有专人监护。
一定要做到有效沟通，防止在检修时误操作造成人员伤害。
k.输煤管廊动火时，必须先停止皮带输送机，清除地上粉尘，加强通风，备好水管及消防喷淋；待到无粉尘飞扬时，方可动火，动火过程必须双人监护到位。
合成氨工艺流程
合成氨工艺流程在200MPa的高压和500℃的高温和催化剂作用下，N2+3H2====2NH3,经过压缩冷凝后，将余料在送回反应器进行反应，合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料生产方法生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。
①天然气制氨。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
②重质油制氨。
重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③煤（焦炭）制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。
硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。
液氨常用作制冷剂。
贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。
此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置液氨库。
液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。
液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运合成氨是以碳氨为主要原料, 我司可承包的合成氨生成成套项目, 规模有4×104 吨/年,6×104 吨/年, 10×104 吨/年, 30×104 吨/年, 其产品质量符合中国国家标准.1. 工艺路线：以无烟煤为原料生成合成氨常见过程是:造气-> 半水煤气脱硫-> 压缩机1，2工段-> 变换-> 变换气脱硫->压缩机3段-> 脱硫->压缩机4，5工段-> 铜洗-> 压缩机6段-> 氨合成-> 产品NH3采用甲烷化法脱硫除原料气中CO. CO2 时, 合成氨工艺流程图如下:造气->半水煤气脱硫->压缩机1,2段->变换-> 变换气脱硫-> 压缩机3段->脱碳-> 精脱硫->甲烷化->压缩机4,5,6段->氨合成->产品NH32. 技术指标:(1) 原料煤: 无烟煤: 粒度15-25mm 或25-100mm固定75%蒸汽: 压力0.4MPa, 1-3MPa(2) 产品: 合成氨：氨含量（99.8%）残留物含量（0.2%）3. 消耗定额: ( 以4×104 吨/年计算)(1) 无烟煤( 入炉) : 1,300kg(2) 电: 1,000KWH( 碳化流程), 1,300KWH( 脱碳流程)(3) 循环水: 100M3(4) 占地: 29,000M24. 主要设备:(1) 造气炉(2) 压缩机(3) 铜洗(4) 合成塔。
合成氨工艺简介
摘要煤气化法是我国合成氨的主要制气方法，也是未来更替天然气和石油资源所必将采用的制气方法。
即利用无烟煤、蒸汽和空气在碳发生炉内生产合成氨所需要的气体，俗称半水煤气。
在已制得的半水煤气中，除了含有按合成工艺所需要的氮气和氢气外，还含有许多杂质和有害气体。
由于这些杂质和有害气体很容易使合成触媒中毒而降低触媒效能。
为保护触媒，延长其使用寿命，保证合成氨生产的正常进行，半水煤气中的杂质和有害气体必须在合成之前得以及时清除，这就需要对混合气体进行净化处理，并且要求连续性作业，以达到化学反应稳定进行，从而构成了合成氨工艺流程错综复杂和连续性强的生产特点。
一合成氨的生产方法简介氨的合成，必须制备合成氨的氢、氮原料气。
氮可取之于空气或将空气液化分离而制得，氮气或使空气通过燃料层汽化将产生CO或CO2转化为原料气。
氢气一般常用含有烃类的各种燃料制取，亦通过焦碳，无烟煤，重油等为原料与水作用的方法制取。
由于我国煤储量丰富，所以以煤为原料制氨在我国工业生产中广泛使用。
合成氨的过程一般可分为四个步骤：1．造气：即制备出含有氮一定比例的原料气。
2．净化：任何制气方法所得的粗原料气，除含有氢和氮外，还含有硫化氢、有机硫、一氧化碳、二氧化碳和少量氧，这些物质对氨合成催化剂均有害，需进行脱除，直至百万分之几的数量级为止。
在间歇式煤气炉制气流程中，脱硫置于变换之前，以保护变换催化剂的活性。
3．精炼：原料气的最终精炼包括清除微量一氧化碳、二氧化碳、氧、甲烷和过量氮，以确保氨合成催化剂活性和氨合成过程的经济运行。
4．合成：将合格的氢氮混合气体压缩到高压，在催化剂作用下合成氨气。
二合成氨反应的基本原理1. 造气：合成氨的原料——氢氮可以用下列两种方法取得（1）以焦碳与空气、水蒸气作用（2）将空气分离制取氮，由焦炉气分离制氢采用煤焦固定床间歇式汽化法。
反应方程如下：C+H2O=CO +H2 (1)CO+O2=CO2(2)2．脱硫：无论以固体煤作原料还是以天然气、石油为原料制备氢氮原料气都含有一定成分的硫元素，无机硫主要含有硫化氢；有机硫主要含有二硫化碳、硫化氧碳等等。
合成氨操作规程
合成氨作业指导书编号：HCAC-SCGLB-16编制：复核：审批：下发日期：2016年1月1日执行日期：2016年1月5日XXX化工股份有限公司目录第一章造气工段工艺技术规程与操作法 (1)第二章脱硫工段工艺技术规程与操作法 (26)第三章变换工段工艺技术规程与操作法 (45)第四章脱碳工段工艺技术规程与操作法 (64)第五章压缩工段工艺技术规程与操作法 (107)第六章联醇工艺技术规程与操作法 (118)第七章高压醇烷化工艺技术规程与操作法 (132)第八章合成工段技术规程与操作法 (146)第1节氨合成技术规程与操作法 (146)第2节中空纤维膜提氢操作规程 (154)第3节弛放气氨无动力回收工段操作规程 (161)第4节冰机岗位操作规程 (169)第九章碳化工段工艺技术规程与操作法 (177)第十章供水工段操作规程 (202)第1节软水工段操作规程 (202)第2节循环水操作规程 (230)第3节污水岗位操作规程 (240)第4节终端水处理操作规程 (253)第十一章混燃炉操作规程 (264)第十二章背压汽轮机操作规程 (264)第十三章供气车间原料岗位操作规程 (310)第一章造气工段工艺技术规程与操作法1.目的使各操作人员提高操作技能，保证供气、降低消耗，安全生产，稳定运行。
2.适用范围适用于造气所有操作人员3.职责3.1.生产合格的半水煤气供合成氨生产使用。
3.2.当班人员负责本班安全、文明生产。
3.3.负责运转设备的日常维护、保养，杜绝跑冒滴漏。
3.4.发现异常情况及时处理，处理不了及时上报。
3.5.主操作负责本班的生产工艺执行情况，督导人员完成各自的工作任务。
3.6岗位任务利用高温下灼热的碳与水蒸汽作用，生成一氧化碳和氢气，制取合格的半水煤气供合成氨生产使用。
4.基本原理及反应方程式4.1基本原理：利用高温下灼热的碳与水蒸汽作用，生成一氧化碳和氢气，制取合成氨原料气。
其煤气生产为吹风和制气两个过程，先通入空气使其燃烧，此过程为蓄热过程。
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中温脱硫槽对H2S吸收反应： Fe3O4+3H2S+ H2= 3FeS+4H2O
氧化锌对硫化氢吸收反应： ZnO+H2S = ZnS+ H2O
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转化反应 CH4+H2O = CO+3H2－Q CH4+2H2O= CO2+4H2－Q 变换反应 CO+H2O= CO2+H2+Q 甲烷化反应 CO+3H2=CH4+H2O+Q CO2+4H2=CH4+2H2O+Q 氨合成反应 3H2+N2=2NH3+Q
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合成氨车间工艺及安全管理
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王巍
主要内容
1. 合成氨车间简介 2. 车间工艺流程及工艺简介 3. 车间主要设备 4. 车间有毒有害物质介绍和防护用品
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一、车间简介
山东洪达化工合成氨车间设计生产液氨能 力15万T/年。现有人员182人，车间分为5 个工段，分别是机组工段、制氢工段、PSA 工段、氨合成工段和天然气制氢工段。车 间有气柜、除氧站、焦炉气压缩机、精脱 硫转化、富氧压缩机、变换及甲烷化、脱 碳、分子筛脱水、二合一压缩机、氨合成、 氨回收、氨冷冻站、制氧制氮13个岗位。
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脱硫剂、催化剂及吸附剂
脱硫剂:脱除燃料、原料或其他物料中的游 离硫或硫化合物的药剂
催化剂：能提高化学反应速率，而本身结 构不发生永久性改变的物质。
吸附剂：能有效地从气体或液体中吸附其 中某些成分的固体物质。
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介质：焦炉煤气
低压湿式螺旋气三柜、主要设备
总高35.38M 水槽直径42.1M 高
9.4M 直径
39.1M/40.1M/41M 柜体压力：3000Pa
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焦炉气压缩机
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富氧压缩机
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二合一压缩机
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合成塔
φ2200×23000 轴径向 四床层 四条冷激线
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冰机
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转化炉
Φ3700×19106 壳程：焦炉气、氧气、
蒸汽 管程：夹套水
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二、流程概述及工艺简介
焦炉煤气来自化产 → 气柜 → 焦炉气压缩机 → 精脱硫系统→ 转化系统 → 变换系统 →PSA脱碳系统→甲烷化系统 → 合成气压缩 →合成工段→液氨灌区
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车间主要化学反应
精脱硫 加氢转化器触媒对有机硫及烯烃的加氢转化反应： ① RSH（硫醇）+H2=RH+H2S+Q ② RSR/（硫醚）+2H2=RH+R/H+H2S+Q ③ C4H4S（噻吩）+4H2=C4H10+H2S+Q ④ CS2（二硫化碳）+4H2=CH4+H2S+Q ⑤ COS（硫氧化碳）+H2=CO+H2S+Q ⑥ C2H2（乙烯）+H2=C2H4+Q
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一氧化碳
一氧化碳为无色、无臭、无刺激性的气体。爆炸极限为 （12.5%～74%）一氧化碳进入人体之后会和血液中的血 红蛋白结合，进而使血红蛋白不能与氧气结合，从而引起 机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡。 紧急处理： 1.将患者移到通风地，并松开衣服，保持仰卧姿势 2.将患者头部后仰，使气道畅通。 3.患者如有呼吸，要以毛毯保温，迅速就医。 4.患者如无呼吸，要一面施行人工呼吸，一面呼叫救护车 。
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硫化氢
硫化氢，无色气体，有恶臭和毒性。爆炸极限：4.3-46%危 险特性：易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、 高热能引起燃烧爆炸。与浓硝酸、发烟硫酸或其它强氧化剂 剧烈反应，发生爆炸。人吸入70～150mg/m3/1～2小时， 出现呼吸道及眼刺激症状，吸2～5分钟后嗅觉疲劳，不再闻 到臭气。吸入300mg/m3/1小时，6～8分钟出现眼急性刺激 症状，稍长时间接触引起肺水肿。吸入760mg/m3/15～60 分钟，发生肺水肿、支气管炎及肺炎、头痛、头晕、步态不 稳、恶心、呕吐。吸入1000mg/m3/数秒钟，很快出现急性 中毒，呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。 急救措施： 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难， 给输氧。如呼吸停止，即进行人工呼吸。就医。
H2O（汽） 4—5%
CO2
1.5—3%
N2
3—5%
O2
0.4—0.8%
苯类
0.5—1%
焦炉煤气爆炸极限为5％—30％，由于其爆炸下限低，并 且爆炸极限范围大，所以在空气中混有焦炉煤气，很容易
形成爆炸性混合气体，遇火源易发生爆炸。
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氢气
氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆 的气体，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空 气混合均有爆炸的危险，其中，氢与氟的 混合物在低温和黑暗环境就能发生自发性 爆炸，与氯的混合比为1:1时，在光照下也 可爆炸。氢由于无色无味，燃烧时火焰是 透明的，因此其存在不易被感官发现。氢 虽无毒，在生理上对人体是惰性的，但若 空气中氢含量增高，将引起缺氧性窒息。 与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或 明火即会发生爆炸。 爆炸极限4-74%
应急处理：
1.眼污染后立即用流动清水或凉开水冲洗 10分钟 。
2.皮肤污染时立即脱去污染的衣着,用清水冲洗至少30分钟 。
3.吸入者应迅速脱离现场,至空气新鲜处，呼吸停止应做人 工呼吸（注意：发现有肺水种者，不准做人工呼吸），呼
吸困难应输氧、维持呼吸功能、卧床静息。
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空气呼吸器
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防毒面具
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预热炉
Φ7952×51963 壳程：燃料气 管程：焦炉气、
蒸汽 富氧空气
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开工加热炉
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四、车间主要有毒有害物质和防护用品
焦炉煤气
焦炉煤气中的可燃成份和不可燃成份大致如下：
可燃成份（体积百分数）： 不可燃成份（体积百分数）
：
H2 CO CH4 CmHn
55—60% 5—8% 23—28% 2—4%
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氨气
无色有刺激性恶臭的气味，易溶于水。（爆炸极限 16.1-25%）氨对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用， 短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳 嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难，可伴有头晕、头痛、恶 心、呕吐、乏力等，严重者可发生肺水肿，同时可能发生 呼吸道刺激症状。若吸入的氨气过多，导致血液中氨浓度 过高，就会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏的停 搏和呼吸停止，危及生命。