合理利用焦?fàn)t煤氣

      我國在煤的非燃料利用中，煉焦用煤占到70％以上，數(shù)量巨大。以前焦?fàn)t在生產(chǎn)過程中，剩余的煤氣只能通過空燃處理，這樣不僅浪費(fèi)且對周邊環(huán)境帶來一定污染。事實(shí)上，隨著焦化工業(yè)的迅速發(fā)展，焦?fàn)t煤氣已成為一種大噸位能源和化工資源，因此，對焦?fàn)t煤氣的合理利用將是焦化企業(yè)提高綜合效益的重要途徑和方向。

      目前，對焦?fàn)t煤氣的利用，主要在以下幾個方面

      焦?fàn)t煤氣用作燃料

      焦?fàn)t煤氣作為氣體燃料，可用于生產(chǎn)鋁礬土、金屬鎂、水泥、建材、耐火材料和鋼鐵企業(yè)的軋鋼。雖然用于民用燃?xì)獾慕範(fàn)t煤氣有逐漸被天然氣替代的趨勢，但焦?fàn)t煤氣用作城鎮(zhèn)民用燃料仍有一定需求。焦?fàn)t煤氣還可用于發(fā)電。

      2.焦?fàn)t煤氣用作化工原料

      焦?fàn)t煤氣中富含氫氣，甲烷的含量也較高。通過重整反應(yīng)將甲烷轉(zhuǎn)化為H2和CO，進(jìn)而可用于生產(chǎn)化工產(chǎn)品。焦?fàn)t煤氣中甲烷的轉(zhuǎn)化主要有催化轉(zhuǎn)化和非催化部分氧化轉(zhuǎn)化兩大類工藝。用外部燃料燃燒提供的熱量經(jīng)過反應(yīng)器的金屬壁傳遞為反應(yīng)體系供熱，在鎳催化劑作用下，可將甲烷轉(zhuǎn)化成CO和H2。以甲烷所轉(zhuǎn)化成的H2和CO合成氣為原料可以生產(chǎn)出合成油。理論上合成油的最大產(chǎn)率為208g/m3(CO+H2)。

      3.焦?fàn)t煤氣用作還原劑

     焦?fàn)t煤氣可用作還原劑來生產(chǎn)海綿鐵。在焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化過程中，煤氣中甲烷轉(zhuǎn)化成H2和CO，產(chǎn)品氣是以H2和CO為主要成分的還原性氣體。這種還原性氣體可以直接用來還原含雜質(zhì)較少的高品位鐵礦，以生產(chǎn)海綿鐵。

      4.焦?fàn)t煤氣用來制氫

      焦?fàn)t煤氣含氫55％~60％，是非常好的制氫原料氣。焦?fàn)t煤氣制氫，只需按現(xiàn)有煤氣處理工藝，將其中的有害雜質(zhì)去除，即可提取出純度達(dá)99.99％的高純度氫氣。目前，這種技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，1m3的焦?fàn)t煤氣約可制取0.44m3的氫氣。另外，也可將焦?fàn)t煤氣重整轉(zhuǎn)化為合成氣(CO+H2)，再通過水煤氣變換反應(yīng)：CO+H20→CO2+H2，將焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化成為H2。與天然氣制氫相比，這種方法省去了蒸汽轉(zhuǎn)換或部分氧化等甲烷裂解過程，從而省去了與這一過程相關(guān)的能源消耗。中煤焦化控股有限責(zé)任公司已運(yùn)行這種制氫裝置，每立方米純氫的加工費(fèi)用僅為0.23元；如果把煤氣消耗也計(jì)入成本，氫的制造成本僅約0.75元/m3，低于電解水制氫的成本；與烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫、含氫化合物裂解制氫等方法相比，也具有較強(qiáng)的成本競爭力。

      目前，利用焦?fàn)t煤氣制氫的方法主要有深冷法和變壓吸附法。深冷法是利用焦?fàn)t氣中各主要成分冷凝溫度的不同，以深度冷凍、部分冷凝的方法使氫與其它氣體組分分離，最后用液氮洗以脫除氣體中剩余的CO和CH4，最終得到的氣體中含有83％~88％的氫，其余為氮。變壓吸附法是利用氣體組分在固體材料上吸附特性的差異以及吸附量隨壓力變化而變化的特性，通過周期性的壓力變換過程來實(shí)現(xiàn)氣體的分離及提純。