焦爐煤氣綜合利用的探索與實踐

郭榮華

摘 要：在焦爐煤氣中提取的甲烷可以被當做產品直接進行銷售，而剩余的氣體則可以合成為甲醇。在研究中發現，新工藝手段的應用可以實現資源利用效率明顯提升，和常規方式對比可以實現利用率25%以上的提升。為此，本文就將對焦爐煤氣綜合利用問題展開詳細研究。

關鍵詞：焦爐煤氣;綜合利用;探索

焦爐煤氣也被稱之為煤炭高溫干餾。主要是借助煤炭為原材料，在隔絕空氣的基礎條件下，通過高溫加熱產生焦炭，最終獲取煤氣和煤焦油，在回收利用后應用在其他化工產品的一種工藝手段。焦化是煤化工的傳統產業，但是在目前科學技術水平全面提升背景下，科學技術和國家經濟水平不斷優化，焦爐煤氣的發展前景必然會大大提升，最終在化工產業中發揮顯著的優勢作用。

1 常規焦爐煤氣制成的天然氣和甲醇的優勢和劣勢

1.1 常規焦爐煤氣轉化為天然氣工藝

焦化廠中經過預凈化處理后的剩余焦爐氣中仍然會存在一些微量有機物質。在原料氣接受加壓預熱后，可以實現對氯氣的處理，在兩段轉化工作完成后，將原料中的有機硫可以轉化為無機硫，最終通過凈化程序轉移到甲烷化工階段。在這一過程中，一氧化碳和二氧化碳都能夠和氫氣進行反應，并在甲烷化作用下生成甲烷[1]。甲烷化反應在根本上來說一個強效放熱的過程，在副產中壓蒸汽的方式影響下進行反應最終實現熱量的回收?；诮範t煤氣整體的氫含量較多，所以可以在其中增加適量的一氧化碳或是二氧化碳，從而實現對甲烷產量的提升。該工藝的應用雖然可以產生熱量較高的氣體燃料，但是整體工藝手段仍然存在明顯的復雜性，并且產生的工藝成本也比較高，需要進行技術的綜合考慮。

1.2 常規焦爐煤氣轉化為甲醇工藝

在焦化廠接受預處理的剩余焦爐煤氣通過壓縮增壓，可以在加氫后完成精脫硫的轉變，一般情況下總硫含量需要控制在固定范圍內，之后在催化或是非催化技術幫助下實現合成轉化，并且通過補碳實現對原料氣中氫碳比的調整，優化合成氣[2]。完成合成后的壓縮氣體在增壓后還可以直接傳送到甲醇塔下進行合成反應，這一階段的粗甲醇可以直接進行精餾處理，最終化為工業用途中的精甲醇。通過上述工藝手段的應用，可以發現凈化和轉化才是焦爐煤氣制作甲醇中的主要技術手段?；诳梢詫⒓淄椴糠种械难趸苯愚D變為一氧化碳和氫氣，所以會出現工藝流程復雜的情況，不利于能源利用率的整體提升[3]。

2 焦爐煤氣綜合利用下形成的全新工藝--液化天然氣

液化天然氣屬于一種典型的清潔能源，應用效率較高?；谶M口的液化天然氣可以實現能源多元化應用，因此為全面提升能源安全性，加強國家外匯收入，促進國家經濟穩定發展，液化天然氣的進出口交易也成為了目前全球能源市場的探究熱點。當前正處于我國經濟飛速發展的全新時期，但是經濟的能源動力仍然存在明顯緊缺性[4]。而我國傳統能源產業工作中仍然以煤炭工業作為基礎，石油和天然氣資源所占比例十分有限，甚至低于世界平均水平。在當前我國經濟穩定運行和平穩發展背景下，我國對于能源資源的需求量也在不斷增加，我國對能源的需求量必然會呈現出大幅度增長趨勢，所以加強對焦爐煤氣綜合利用，轉化液化天然氣對于我國能源結構而言就顯得尤為必要。當前我國很多地區都加強了對液化天然氣產業的布局安排，比如上海、廣東和福建等多個地區。這些地區的液化天然氣項目可以為我國沿海液化天然氣接收站體系的構建起到更大的幫助。除了廣東和福建地區之外，其余地區的工程已經進入到了正式施工建設階段，目前，我國內陸建成的液化天然氣衛星已經超過50個，預計在2020年左右可以達到2400億m3產量。

在目前社會經濟水平穩定發展背景下，我國能源需求量增加和資源不足的矛盾也更為顯著。為切實提升我國焦爐煤氣的利用效率，緩解和改善當前能源資源的緊張態勢，實現經濟效益的整體提升，我國部分企業已經將新工藝的研究作為了企業發展中的項目重點[5]。在某種程度而言，這一項目的研究和開展不僅能對煤炭行業的發展起到有效幫助，同時對于焦爐煤氣的技術發展也將起到重要影響，在最大化解決環境污染問題的基礎上，實現經濟效益和社會效益的有效提升。

3 焦爐煤氣可以實現鐵的還原劑進行發展

還原鐵是電爐煉鋼過程中不可缺少的原材料，在實際項目開展過程中，其不僅能代替廢鋼發揮材料優勢，同時還能最大程度上減輕廢鋼回收過程中產生的毒害物質，在降低環境危害的基礎上，煉成質量更為優異的鋼材。同時，直接還原鐵還能轉爐煉鋼過程中當做冷卻劑發揮優勢作用。

在對高爐煉鐵的環節中很可能出現生產成本增加和污染環境兩個重要問題，這兩個問題的出現必然會對直接還原鐵的發展造成負面影響。焦爐煤氣在發展中可以直接成為還原煉鐵中的還原劑，這種方式明顯優于天然氣熱裂解后的還原效果。當前工業中應用的直接還原鐵工藝已經實現了有效發展，研究發現，這項技術主要分為兩種性質：其一，將天然氣直接作為還原劑，從而在技術作用下進行直接還原鐵，此種技術下的生產量占據直接還原鐵產量的90%以上。其二就是將煤炭作為還原劑，在此種工藝作用下，生產量僅占生產總量的8%左右[6]。研究表明，現階段我國直接還原鐵的產量仍然很有限，但是工業需求量很大，所以國內直接還原鐵的需求仍然需要依賴進口，而進口最大的問題就是成本高昂。通過對焦爐煤氣生產直接還原鐵可以有效改善經濟發展中對這一資源的需求，不僅能最大程度上解決環境污染問題，同時還能實現對資源利用效率的有效提升。

4 對焦爐煤氣的技術應用分析

在目前我國經濟發展水平和工業技術水平全面提升背景下，相關研究人員已經探索出了焦爐氣的應用新技術，但是在這一過程中需要我們引起注意的問題時，傳統焦爐氣技術仍然具備不可忽視的技術優勢和價值優勢。在技術的多年實踐和創新過程中，已經實現了成熟性發展，并且在企業中實現了利用率的提升，有著不容忽視的重要作用。

在焦爐煤氣技術的研究中工作人員也需要加強對具體工藝流程的掌握：首先，焦爐煤氣在接受壓縮后會通過深度凈化工序實現精脫硫化合物和脫水，在對雜質進行去除后，借助膜分離技術進行甲烷提取，從而直接對其進行產品外銷，通過對剩余氣體的轉化合成，實現對焦爐煙道中二氧化碳的提取，在補充氫碳比后，保證氣體成分能更好的滿足甲醇要求，在接受壓縮后將合成裝置進行催化處理，完成合成后的粗甲醇在經過精餾處理后可以得到質量更為顯著的甲醇產品。在此種技術方式下通過對焦爐煤氣技術的有效應用可以實現能源應用效率的最大化提升，工藝方式更為簡單，有助于產量的全面增加。隨著近年來我國社會發展水平的不斷提升，焦化行業制度對煉焦企業的工作方式和技術也提出了更為嚴格的標準和要求，所以焦爐煤氣制甲醇項目在煉焦企業中也實現了大量應用，發揮了更為顯著的經濟效益優勢和社會效益優勢。但是對于很多中小型企業來說，本身發展規模有限，并且焦爐煤氣產量比較小，因此很難發揮成本優勢，甚至在企業聯合過程中發生很多細節問題，這就需要在技術和理念發展中不斷進行創新，最終實現焦爐煤氣綜合利用效率的穩定提升。

綜上所述，在焦爐煤氣中直接進行甲烷提取，將剩余氣體補碳后合稱為甲醇的全新工藝方式具備更為顯著的技術優勢，不僅可以實現工藝流程的簡單化發展，同時對于資源利用效率的提升也有著重要影響。所以希望在此種技術的發展和作用下可以為企業經濟效益和社會效益的全面發展提供必要幫助。

參考文獻：

[1]蔣善勇，張凱，裴健宇，等.焦爐煤氣綜合利用的探索與實踐[J].現代化工，2015，32（7）：83-84.

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[3]葉圣.焦爐煤氣的綜合利用及其意義分析[J].礦業裝備， 2019，14（6）：74-75.

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[5]李慧敏.焦爐煤氣的綜合利用及其意義[J].山西化工，2019， 39（2）：20-22.

[6]姜洪遠，蔣子琪，董斌，等.焦爐煤氣脫硫脫氰廢液的綜合利用[J].燃料與化工，2019，50（1）：43-45.