焦炉煤气 的有效利用

3.6以焦炉煤气为原料制取合成油是近几年开发的焦炉煤 气利用新技术，熊尚春的发明专利采用流化裂化催化剂， 两级催化合成燃料油，可以得到高辛烷值(90～97)汽油和 轻柴油组分的燃料油。石其贵发明了将焦炉煤气中甲烷转 化为CO和H2，转化气用F．T合成法合成油的技术，其中 F—T合成采用气流床Syntllo I工艺，汽油产出率高达39 ％，中国陕两金巢投资有限公司开发的焦炉煤气制清洁燃 料油技术引是将甲烷通过非催化部分氧化工艺转变为CO、 H2 ，再补碳进行气体整合，使H2／CO=l～2，F—T合成 制取燃料油，气体整合工序提高了气体的利用率，目前该 技术已通过工业化试验。

3.3利用焦炉煤气制氢 富氢是焦炉煤气的一大优势，焦炉煤气中的氢气 含量达54％一59％，是重要的氢资源提供者。目 前，焦炉煤气制氢(PSA)的主要方法是采用变压吸 附技术从冷焦炉煤气中分离氢气，该工艺生产的 氢气纯度可达99．99％。在我国，氢燃料电池汽 车已成功的应用于上海世博会，而氢燃料电池汽 车所用的氢气，由上海焦化厂副产的焦炉煤气 (PSA)制氢提供；随着氢燃料电池开发、应用成本 的降低，利用焦炉煤气提氢将成为焦炉煤气资源 化利用的新亮点。采用焦炉煤气生产氢气将是未 来焦炉煤气资源化应用的新途径。




3.1加热燃料 焦炉煤气的传统利用方式是作为不同加热设备的 气体燃料，与固体燃料相比较，有使用便捷、可 以管道输送和传热效率高等优点，受到工业和民 用的亲睐。 工业燃气：焦炉煤气作为气体燃料，可用于焦炉 加热、轧钢加热炉、高炉热风炉、烧结点火等。 民用燃气：焦化厂生产的焦炉煤气经过净化后， 作为燃气可供当地居民使用。但是，近几年来随 着西气东输工程的实施，沿线大中城市作为民用 燃料的焦炉煤气将逐渐被天然气替代。

中国是能源消耗大国，但又是石油、天然气资源 较为匮乏的国家，以至于我国的供需矛盾日益突 出，而煤炭的加工转化是缓解这种矛盾的有效途 径，焦炉煤气就是煤炭加工的副产品，产量约为 18%（对于干煤的质量分数），并且，近些年来 中国每年的焦炭产量约为3.5亿吨左右，每年产出 1300亿立方米左右的燃气，如此庞大的焦炉煤气 产量如果能够得到充分和合理的利用，将会带来 巨大的经济效益和环境效益，对我国资源的循环 利用和经济的可持续发展具有深远意义。

3.7作为化工原料生产合成气 近年来随着科技的进步与广大企业的勇于探索，焦 炉煤气的应用领域拓展到制化肥、甲醇一二甲醚、 提取甲烷制液化气和合成甲烷等。

以加快经济转变方式，建设环境友好型社会的总 体布局来看，我国焦炉煤气的利用也应完成其逐 步的转型，由目前多用做燃料的途径逐渐向技术 密集和利用效率更高的途径进行发展，促进焦炉 煤气利用效益的最大化，对于钢铁企业来说，要 结合自身企业的实际生产状况，合理的选择和开 发焦炉煤气的利用技术，以利于钢铁行业的节能 减排，对于独立的焦化企业，在资金充裕以及用 大量焦炉煤气的前提下也应该优先发展煤化工产 品。

3.4用于生产直接还原铁 传统的炼铁工业完全依靠焦碳为还原剂，随着炼 焦煤和焦炭资源的日益短缺，业界正在开发资源 节约、环境友好的氢冶金，用焦炉煤气直接还原 铁是氢冶金重要的应用技术之一。由于氢的还原 潜能是一氧化碳的14倍，大力开发焦炉煤气直接 还原铁，可以大大降低炼铁过程对炼焦煤和焦炭 的消耗。然而，利用焦炉煤气生产直接还原铁， 虽然技术上可行，但距离规模化、产业化应用还 有一定的距离。焦炉煤气生产DRI没有发展起来。
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3.2将焦炉煤气用于发电，是近几年来焦炉煤气的主要利 用途径之一。我国焦炉煤气发电一般有三种方式：蒸气发 电、燃气轮机发电和内燃机发电。对于独立焦化厂而言， 在利用焦炉煤气发电时，多采用的是燃气内燃机技术，其 设备投资较小且焦炉煤气成本低，所以经济效益显著。而 对于国内大中型钢铁企业而言，在利用焦炉煤气发电时， 多采用的是燃气一蒸气联合循环发电技术(CCPP)，该技术 的基本原理是将剩余的焦炉煤气和回收的高炉煤气经净化、 混合、加压后送往燃气轮机燃烧、膨胀做功，带动燃气轮 发电机组发电。同时燃气轮机排放的高温烟气加热余热锅 炉，产生蒸汽，带动蒸汽轮机发电机组，形成联合循环发 电。燃气一蒸汽联合发电是热能资源的高效梯级综合利用， 其发电效率高达45％以上，实现了钢电联产，目前我国 的济钢、宝钢、太钢、沙钢、通钢、鞍钢、马钢、邯钢、 安钢、涟钢等多家钢厂都在使用该技术。

焦炉煤气的组成非常复杂，除含有H254-59%、CO5-8%、CO224%、CH423-27%、N23-6%、O20.2-0.4%、CmHn2-3%。外，还 有大量的H2S、CS2、HCN、NH3、噻吩、硫醇、硫醚、萘、苯、焦 油等。杂质H2S 、有机硫的质量浓度分别为300、250 mg／m3。 国家环保总局依据《中华人民共和国清洁生产促进法》，颁布了有关 炼焦行业的清洁生产标准，在这一推荐性标准中，对焦化企业焦炉煤 气的利用率进行了划分：≥80％为三级，≥95％为二级。100％为一 级；对于用作城市用气的焦炉煤气中有害气体含量定为： H2S ≤20mg／ m3 , NH3 ≤50mg／ m3 ，萘≤50mg／ m3 (冬)、萘 ≤100mg／ m3 (夏)；对于其他用途的焦炉煤气： H2S ≤500mg／ m3为二级， H2S ≤200mg／ m3为一级；要求回炉煤气必须是净化 后的煤气。

3.5高炉喷吹焦炉煤气 高炉喷吹焦炉煤气是指将焦炉产生的多余的焦炉 煤气经过净化处理，通过设备加压至高于风口压 力，然后利用类似喷煤的喷吹设施，通过各个支 管喷人高炉风口。高炉喷吹焦炉煤气的主要工艺 特点如下：①为高炉提供更好的还原剂；②还原 产物环保；③提高焦炉煤气价值，改善能量利用 率；④喷吹工艺简便，技术成熟，设备投资小。