试析焦炉煤气资源化开发优化

摘　要：我国的焦炉煤气资源丰富，产焦量巨大，长久稳居世界第一产焦大国，焦炉煤气资源化的开发优化成为了一项迫在眉睫的研究课题。在政府的大力扶持下，焦炉煤气的开发优化将有一个美好的前景。

关键词：焦炉煤气　开发　优化

我国产焦量巨大，长久稳居世界第一产焦大国，占全世界焦炭产量的65%以上。焦炉煤气是仅次于焦炭的炼焦产品，每吨焦炭可副产400多立方米的焦炉煤气。每年由此而产生数百亿立方米焦炉煤气，对于这些数量可观的焦炉煤气的利用，已经成为我国炼焦行业重点研究的问题。焦炉煤气资源是炼焦行业生产资源综合利用的重要方式。针对焦炉煤气的特点，应适当开发出符合焦化行业工业特点的应用技术，实现焦炉煤气资源化开发和利用，增强焦炉煤气资源化开发利用的整体竞争力。如今，我国进行一系列开发研究，使焦炉煤气资源化开发不断优化。

一、焦炉煤气资源化利用的迫切性

近年来，我国炼焦行业发展迅速，从而产生大量的焦炉煤气。如何开发利用好这些焦炉煤气是炼焦行业必须摆在重要位置进行研究的工作。2011年全国共生产焦炭29768万吨，占世界焦炭生产总量的57.2％，稳居世界第一产焦大国的地位。由于焦炉的后续工艺跟不上步伐，一些企业“只焦不化”，使焦炉煤气资源没有得到合理的利用。我国目前有约2500万吨小机焦生产能力，近35％的小型机焦生产及部分中型独立焦化厂煤气净化装置(主要是脱硫装置)设备不健全，焦炉煤气无法回收利用直接导致放散。我国每年焦油煤气的浪费损失量就相当于每年损失800万吨标准煤。因而，焦炉煤气资源化利用优化，显得迫在眉睫。对焦炉煤气资源资源的开发是利国利民的工程。

二、焦炉煤气资源化开发措施

1.焦炉煤气资源用作发电

焦炉煤气发电主要包括三种方式：蒸汽发电，内燃机发电和燃气轮机发电。这几种发电运行工作方式简便，在国内的运用技术成熟，但缺点是生产作业时间长，且规模较小，一般都小于2000瓦。

蒸汽发电运用的是蒸汽-燃气联合循环发电技术，这也是热能资源高效梯级综合利用的表现。发电效率高达45％以上，我国蒸汽发电应用成熟可靠，技术过关，在焦化行业中应用较为广泛。

内燃机发电是用煤气内燃机带动发电机进行发电，我国的许多省份的一些焦化厂都采用内燃机来进行发电，其中包括江苏，山东，山西等地。焦炉煤气内燃机发电机组有400千瓦、500千瓦、1200千瓦和2000千瓦。目前行业大都使用的是500千瓦的发电机组。按照焦炉煤气热值(低热值)16720千焦／立方米来计算，1立方米焦炉煤气可发电1．3千瓦时。

燃气轮机发电是指利用焦炉煤气直接燃烧，带动燃气轮机从而带动发电机发电。按照效率算，每立方米煤气可发电1.11千瓦时。燃气机轮发电的优势是设备占地少，效率相对较高，启动快。不过燃气轮机需要定期的检修，这也带来了许多不便。

2.焦炉煤气制氢

氢气是最清洁的能源，也是需要大量生产的能源，我国焦炉煤气利用技术的首要任务是开发出制氢的新方法。现如今，用焦炉煤气制氢的主要方法就是采用变压吸附技术从焦炉煤气中分离氢气，从80年代开始，我国就先后建立了多套100立方米/小时至5000立方米/小时焦炉煤气变压吸附制氢装置，其中包括宝钢、武钢、包钢等大型钢铁企业。石家庄焦化厂和河南天宏焦化厂用同样方法生产商品氢气。焦炉煤气制出的氢可用于苯加氢装置，许多大中型企业都计划建设苯加氢装置开发。

焦炉煤气制氢还可以用于煤焦油加氢。在加氢条件下，煤焦油中大量的胶质，芳烃，沥青质被加氢饱，被分解并裂解开环，从而得到低分子的饱和烃。形成优质的燃料油组成。

未来城市使用的大部分清洁能源都可以由钢厂负责提供。我国由于对氢的需求，利用焦炉煤气制氢气将是焦炉煤气资源化利用的亮点所在。也是未来焦炉煤气资源化利用的新途径。

3.焦炉煤气用于生产直接还原铁

传统的炼铁工业完完全全地依靠碳为还原剂。焦炉煤气中氢和甲烷的含量分别在50％和20％，只需将焦炉煤气中甲烷进行热裂解即可获得74％的H2的和25％的CO。因此，用焦炉煤气来作为还原剂是相对来说非常廉价的。大大降低了炼铁过程焦煤和焦炭的消耗量。有数据表明，用焦炉煤气生产直接还原铁的效率是传统发电工业的两倍多。我国直接还原铁的发展任重道远，焦炉煤气则带来了必要的改进。

4.焦炉煤气用作气体燃料

焦炉煤气是优质的中热值气体燃料。其开发和利用是势在必行的工程。上个世纪80年代，我国城市油气资源缺乏，所以一度用焦炉煤气来缓解城市居民用燃气紧张的问题。目前，在天然气尚未到达的地区，焦炉煤气仍然是民用煤气和其他工业生产的主要气体燃料提供者。例如，举世闻名的景德镇陶瓷应用的就是焦炉煤气加热，生产出优质的景德镇陶瓷。

三、焦炉煤气资源化开发利用前瞻

1.国家政策大力扶持

由国家发改委牵头的“我国焦炉煤气的综合利用”科研课题已经获得通过。这对焦炉煤气的资源化开发来说是一个非常有利于发展的好消息。加快煤资源开发利用是解决国家能源储备的重要措施。焦炉煤气资源化的发展在国家煤化工业的长期发展规划中。因而，焦炉煤气资源化的开发前景一片良好。

2.充足的煤气资源

每产生一吨焦炭，就可以产生400立方米左右的焦炉煤气，我国每年可生产机焦约三万吨，同时可以生产出至少一千亿立方米的焦炉煤气。并且，一千亿立方米的焦炉煤气中至少含有500亿立方米的氢气。1000亿焦炉煤气的体积量是西气东输体积量的8倍由于，由此可见，焦炉煤气的资源是很丰富的。并且随着产业机构调整的进一步深入，钢铁能源制造工艺的优化，焦炉煤气的浪费量减少，将会有更多的煤气资源得到利用。

3.焦炉煤气资源化利用领域的拓展

我国炼焦煤气综合利用开发的工艺路线优化、关键设备制造上较以往有了很大的突破。我国化工企业的进步时明显的，这使得焦炉煤气资源化的利用有了更广阔的发展空间。一些企业的举措，如首钢和北京钢铁研究总院建立焦炉煤气直接还原制海绵铁小型试验装置作业已开始，两步法合成二甲醚技术的攻关工程也已经启动，这些都加快了焦炉煤气资源的发展进程。

四、结束语

本文对我国焦炉煤气资源化开发优化进行了分析，从焦炉煤气资源化开发的迫切性出发，探讨了开发优化的一些具体举措，表明了焦炉煤气资源化开发优化的重要性和必要性。最后同时对焦炉煤气资源化的开发进行了前瞻，焦炉煤气资源化的发展有一个美好的前景。

参考文献

[1]丰恒夫 炼焦煤气资源化利用的新路径 [J].山西经济日报，2007

[2]杨文彪 焦炉煤气资源化开发应进一步优化 [J].中焦协秘书处，2011

作者简介：贺娟,陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司，助理工程师，本科，研究方向，化学。