焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术

焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术
摘要：随着科学技术与经济的不断发展与推进，我国金属行业得到快速发展，
我国有色金属行业、钢铁以及化工企业属于环境污染比较严重的行业，有色金属
行业、钢铁以及化工企业会产生大量焦炉煤气，不仅水资源消耗大，能耗高，对
自然生态环境具有极大的破坏作用。

基于此，本文从多个角度对焦炉煤气和转炉
煤气综合利用新技术进行分析，希望对相关人员提供借鉴。

关键词：焦炉煤气；转炉煤气；综合利用；新技术
1、焦炉煤气和转炉煤气的组成和特点
1.1焦炉煤气
当前我国钢铁资源种类十分丰富，但是由于技术水平与地区差异等多方面原
因导致我国钢铁物质中的有机元素还没有得到充分利用，在一定程度上不仅消耗
的大量的人力与物力，造成资源浪费，而且对自然生态环境造成不利影响。

煤隔
绝空气进行加热，分别得到固体产品、液体产业和气体产品，其中固体产品就是
我们所说的焦炭，液体产品是焦油，气体产品是荒煤气，其中焦炉煤气主要是由
钢铁与有色金属行业生产过程中排放出来的，我国焦炉煤气和转炉煤气的综合利
用情况还存在一定的问题。

1.2转炉煤气
目前，我国焦炭年生产量达到3亿吨，转炉煤气是转炉吹氧冶炼过程中发生
化学反应所产生的气体，在吹冶过程中必须向炉中添加一定的辅助原料，如果炉
内温度很高时，就会产生一氧化碳，在碳与氧气的直接作用下会产生二氧化碳，
二氧化碳占据总量约10%，同时会产生大量的炉渣，也就是说炉渣主要来自于火
法炼炉过程，其他炉渣是炼锌、炼铅过程中的副产物。

我国每年锌渣产量为59
万吨左右，而炉渣产量为150万吨，这其中含有丰富的贵金属，也就是说炉渣的
利用潜力非常大。

在冶炼中期，炉气发生量很少，不具有回收价值。

到冶炼末期，炉内温度可以达到1400到1600摄氏度，这时会产生大量的炉气，且主要成分就
是一氧化碳，在这个过程中对炉气进行净化或者回收利用，最终形成转炉煤气。

转炉煤气的主要成分是一氧化碳、二氧化碳，还有硫、磷、氟等有毒有害成分，
要想成功利用转炉煤气，还必须清除其中的有毒有害成分。

2、焦炉煤气和转炉煤气的综合利用
2.1焦炉煤、转炉煤气用于生产甲醇
甲醇是一种重要的有机化工原料，可用来生产甲醛、醋酸等一系列化工产品，而且还是新一代重要的能源和基本化工原料，可以加入汽油掺烧或代替汽油作动
力燃料以及生产甲醇蛋白，现已成为仅次于烯烃和芳烃的基础有机产品。

世界建
筑业的发展，将使甲醛领域对甲醇的需求更加强劲。

因此，尽管某一时期由于种
种原因造成甲醇市场供求关系变化而出现价格波动，但从长远观点看，甲醇产品
具有广阔的市场发展前景。

焦炉煤气制甲醇项目是一项环保工程，解决了焦炉气
的问题，而且变废为宝。

甲醇现在已经成为了仅次于烯氢和芳氢的基础有机产品，从长远角度来说，
甲醇产品具有广阔的发展前景。

而选择性富集是通过对焦炉煤气进行改性处理，
同时也是的安全生产的一项重要内容，直接或者间接影响着企业的生产效益与安全，对相关人员的综合素质与技术要求极为严格。

选择性富集、选择性长大、选
择性分离作为一种新的分离、分析技术，被广泛应用到各个领域当中，尤其对化
工企业来说是产生重大影响。

纯氧转化是利用氧气直接与焦炉煤气中的氢气进行
燃烧，提供甲烷所需要的热量，在整个燃烧过程中会产生高炉渣，就含钛高炉渣
来说，永钢高炉渣属于人造矿，渣中含有钛矿物质，这种矿属于很难处理的一种
类型，单一的选矿工艺与技术无法将渣从钛中分离出来。

而选择性富集可以将分
散到各个矿物质中的钛尽可能地富集到特定区域，实现由分散到集中的转化。

2.1.1焦炉煤气纯氧转化生产甲醇
纯氧转化是利用氧气直接与焦炉煤气中的氢气燃烧（内供热），提供甲烷与
蒸气转化所需要的热量，因为纯氧直接燃烧了焦炉煤气中的部分氢气，纯氧转化
后的合成气中氢碳比更接近最佳值。

因此，焦炉煤气制甲醇常常采用纯氧转化工艺，由于焦炉煤气的组成复杂，若采用外热式水蒸气转化，对焦炉煤气的净化要
求很高，要求脱除苯等高烃组分；采用纯氧转化工艺，焦炉煤气的净化要求低得多，只需脱除硫化物及氯化物≤0.1ppm。

2.1.2焦炉煤气纯氧转化补充部分转炉气生产甲醇
由于焦炉煤气纯氧转化后合成气的氢碳比为2.6左右，没有达到最佳值。

钢
铁联合企业富产转炉气，转炉气中CO+CO2接近80%，焦炉煤气纯氧转化后的合
成气中补充部分转炉气可改善氢碳比，提高转化效果及甲醇产量。

转炉气还含有
多种有毒有害杂质如硫、磷、砷、氟等，净化难度大，用于甲醇生产补碳的转炉
气要求其有毒有害杂质硫、磷、氟均≤0.1ppm，砷≤5ppb。

2.2焦炉煤气制天然气
焦炉煤气中含有约25%的CH4，还含有约10%的CO和CO2，将焦炉煤气先进行必要的净化处理，再经过甲烷化反应，将其中的CO、CO2与H2反应生成CH4，可提高焦炉煤气中CH4含量近三分之一。

将甲烷化后的气体采用PSA、膜分离或
低温精馏提纯，可得到合成天然气（SNG），也可生产压缩天然气（CNG）或液
化天然气（LNG）。

2.3焦炉煤气、转炉煤气制油
焦炉煤气、转炉煤气的综合利用技术是一项巨大的工程，由于冶炼生产环境
具有一定的复杂性与特殊性，对于选择性富集在化工分析中的应用必须根据相关
规定与操作要求进行，保证分离与分析的准确性与可靠性。

焦炉煤气、转炉煤气
制油是以合成气（一氧化碳和水）为原料在催干剂的作用下，合成以石蜡氢为主
的液体燃料的工艺过程，合成气中的一氧化碳和水的密度要求在2到2.5之间，
在氧化过程中会释放大量的热能，并且通过吹氧改变熔渣的矿物质成分，不仅可
以提高钙钛物质的分离，还可以移植其他攀钛的析出，使钙钛物质粒度长大到可
以选择的程度。

此外，根据焦炉煤气与转炉煤气的特点，可以将焦炉煤气中的氧
气进行转换，在经过两段净化提取获得一氧化碳和水，最终再从转炉煤气中提取
一氧化碳进行补充，得到费托合成油。

对于选择性分离能够解决永钢高炉渣钛组
分分散、细小的技术难点，还可以利用高炉渣的还原性特点，简单方便、方法灵活，其变差度也较大，资金投入少，有利于控制好调控化工生产的各个环节与各
个阶段，具有一定的经济效益。

结束语
焦炉煤气富含H2和CH4，转炉煤气富含CO和CO2，且两种气体均含有毒有
害的微量成份。

直接排放这两种气体排放将产生温室效应，并造成严重的环境污染；而火炬排放又将造成极大的能源资源浪费。

这两种气体经净化处理或转化、
提纯后可用于生产甲醇、天然气或合成油等高附加值产品，变废为宝，符合国家
节能减排和产业结构调整的政策要求。

四川天一科技股份有限公司经过多年的技
术攻关，拥有焦炉煤气、转炉煤气综合利用的多项专利技术。

随着气体净化技术
及碳一化工技术的不断发展，焦炉煤气和转炉煤气的用途将越来越广，对我国焦化、钢铁行业调整产业结构、提升附加值及提高经济效益等具有重要意义。

参考文献：
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