焦炉煤气

2、焦炉煤气

焦炉煤气是炼焦过程中的副产物。煤炭在焦炉赤化室中受热分解，这种隔绝空气条件下，煤受热分解又叫干馏过程。此时发生一系列复杂的变化，最后生成气体、液体和固体产物。固体是焦炭，液体是焦油和氨水，气体部分就是焦炉煤气。

太钢运行中的焦炉有三座，均为65孔。设计能力可产煤气63000Nm3/h，因炉龄较长，炉体老化和设备配套不全等原因，现在实际上可产焦炉煤气在57000Nm3/h左右。由于煤种及加热条件的差异，煤气产量也是波动的。煤的大分子结构是以碳环为骨干，各种官能团为侧链的网状结构，分子量7000—10000以上。其结构模型如下图：

煤料装入碳化室后，开始受到炉墙传导来的热量，煤碳热分解大致分成以下步骤和阶段：

（1）煤碳预热阶段：从常温——350℃左右。煤炭受热后排出水份和吸附的CO2等气体。

（2）软化分解阶段：从350℃——480℃左右，此时煤炭大分子侧链拆裂，生成许多游离的自由基，碳网本身出现自由键，经过重新聚合，分子重组等反应，各种官能团侧链变成了各种气体成份和液体成份，碳网自由键互相连联变成了半焦，分子结构更大了。

（3）半焦分解成焦碳阶段：从480℃——1100℃左右，在第二阶段生成的半焦，此时继续分解聚合，排出以氢气为主的气体产物。第二阶段生成的气体进一步热解决，聚合成小分子气体。过程结束时，气体的混合物冲出焦炉，即成为焦炉煤气。随同导出的还有焦油蒸汽车及热解水蒸汽等产物，而焦炭留在炭化室中。

因此说焦炉煤气是多种气体的混合物。煤种不同加热条件不同时，气体的成份也有差异。大致上太钢的焦炉煤气成份如下：

H2 50——55%

CH4 25——28

CO 5——6

C m H n 3——5

CO2 2——3

N2 2——4

O2 <1%

煤气低热值在16.7——17.9MJ/Nm3之间，煤炭挥发份高时煤气热值也较高。

煤气低位发热值的计算公式如下：

H j=0.127CO+0.108H2+0.236H2S+0.358CH4+0.711C m H n

焦炉煤气中所含化合物多达300多种，都是宝贵的化工原料，回收下来经济效益明显。副产回收同时也是煤气的净化过程。太钢用以下设备回收几中产品：

焦油氨水分离器回收氨水及焦油

煤气初步冷却器回收焦游和萘

饱和器和中和器回收氨及吡啶

最终冷却器回收萘和氰化物

洗萘塔回收粗苯及轻油

焦化厂缺少电捕焦油器，使焦油回收不净，这些设备应该达到的净化指标是：

NH3 <200mg/Nm3

H2S <200

HCN <150

焦油 <50

太钢煤气厂净化部分焦炉煤气供民用及不锈钢生产，用脱硫塔及干箱脱硫，柴油洗萘，使硫及萘含量达到民用煤气的标准。

焦炉煤气产量计算用以下公式：

Q=0.98KWV1/2Km3/p

其中：0.98是并网系数

K是炉体及操作系数 K=66——72

W统计期间干装煤量 t

V是装煤干基挥份%