焦爐煤氣的綜合利用及其意義探究

摘 要：工業是我國主要的經濟支柱產業。而在鋼鐵行業和化工行業中，隨著行業產品產量的增加，焦爐煤氣作為一種工業廢氣，其排放量顯著增加。面對此現狀，相關部門需要積極研究焦爐煤氣的應用價值，將其轉化成一種全新的二次能源，最大程度上發揮出焦爐煤氣的經濟價值和社會效益。本文對焦爐煤氣的綜合利用和現實意義進行了全面的分析與探討。

關鍵詞：焦爐煤氣;綜合利用;意義

近年來，我國積極倡導低碳環保的綠色能源生產理念，社會環境生產壓力明顯增加。焦爐煤氣作為一種化學資源，具有較強的污染性，如果排放不當，就會對生態環境造成不同程度上的破壞。同時，焦爐煤氣具有二次利用與開發的工業價值。因此，焦化行業必須加強結構調整，深度挖掘焦爐煤氣的綜合利用途徑，以提高焦爐煤氣的綜合利用率，將其變廢為寶[1]。

1 焦爐煤氣利用的緊迫性與重要性

鋼鐵行業和化工行業的發展極大的推動了焦化行業的發展，使我國焦炭產量顯著增加，成為世界上焦炭產量做大的國家。與此同時，一些大型的焦化廠在生產焦炭的同時加強對焦爐煤氣的綜合利用。但是，在全國范圍內還有一大部分小型焦化廠，受生產規模和企業成本的限制并未將焦爐煤氣進行成功的轉化利用，而是直接將其排放到大氣中，嚴重污染了生態環境。據相關統計，我國未利用的焦爐煤氣量大概占到所有產量的20%左右，這個產量值是有待降低的。因此，從社會環保和節能降耗的角度出發，焦爐煤氣的綜合利用具有一定的緊迫性[2]。

焦爐煤氣是煉焦過程中所產生的的一種化學產物，其主要成分為氫氣和甲烷。而這兩種物質具有再利用和再回收的的工業價值。不僅可以降低我國工業生產的能源消耗問題，創造一定的經濟效益，而且也可以對焦爐煤氣中的有害成分加以回收，避免其進入到大氣中，進而污染環境。焦爐煤氣的綜合利用總體上來說是符合我國戰略發展目標的。

2 焦爐煤氣的綜合利用途徑

2.1 焦爐煤氣生產甲醇

甲醇是一種基礎型的化工生產原料，不僅作為其他有機化工產品的合成原料，而且可以作為汽油的替代品。甲醇是一種新型的清潔型能源，被大力推廣與使用。其合成原料主要為一氧化碳、二氧化碳和氫氣。而焦爐煤氣中含有大量的氫氣、一氧化碳和二氧化碳。只需利用催化反應將其中的甲烷和其他的多碳烴類物質進行有機轉化，使其轉化成一氧化碳和氫氣就可以為甲醇的生產提供相當豐富的合成原料。根據焦化廠的相關數據統計，大概2000方左右的焦爐煤炭就可以生產出1t甲醇，使得焦爐煤氣得到有效利用。

2.2 焦爐煤氣制取天然氣

近年來，天然氣作為一種優質清潔的燃料，逐步開始替代城市燃氣。同時，鑒于我國天然氣的自身儲備量并不豐富，因此，通過工業生產實現天然氣的制備以滿足城市生產生活需求是至關重要的。此外，天然氣相比較于城市燃氣來說，其成本相對較低，能夠在很大程度上降低城市居民的燃氣費用。焦爐煤氣本身含有一定量的甲烷，其中所包含的一氧化碳和二氧化碳可以通過甲烷化反應轉化成甲烷。并經過相應的變壓吸附或者膜分離等手段將氫氣分離出去，然后采用壓縮分離的方法獲取天然氣[3]。

2.3 焦爐煤氣制氫氣

氫氣具有高熱值和無污染等典型特點，是一種社會公認的理想能源。氫氣作為燃料，其燃燒產物是水，對社會環境不存在任何污染。氫氣在充分燃燒的條件下，其熱量值為甲烷燃燒熱量值的兩倍以上，而液氫在完全燃燒的條件下所釋放出的熱量為相同質量汽油燃燒熱量值的三倍。因此，氫氣可以用于制作新能源汽車的氫氧燃料電池，作為動力能源使用。而液氫則可以較好的應用在航天領域。同時，氫氣也可以作為許多化學品的合成原料和中間物質參與化學反應。最重要的是，焦爐煤氣中恰好含有大量的氫氣，通過一系列的合成與分離處理既可以獲取純凈的氫氣。這樣，焦爐煤氣制氫能夠有效緩解氫能源短缺的問題，加速氫能源的推廣利用，具有巨大的經濟效益和環境效益[4]。

2.4 焦爐煤氣合成氨

焦爐煤氣中所富含的氫氣也是合成氨的重要原料。而合成氨又是生產化肥的重要原料。焦爐煤氣中的甲烷和一氧化碳等也可以通過相應的化學反應和物理反應轉化變換成氫氣。氫氣和氮氣在一定的溫度和壓力條件下就可以制備合成氨，再與二氧化碳反應生成尿素等。尿素化肥是農業生產過程中的必然消耗品。而我國又作為一個農業大國，必然需要化肥產品的實時供給，以滿足社會民眾的民生需求。因此，焦爐煤氣合成氨也是一種較為成熟的應用手段。

2.5 焦爐煤氣的其他應用

焦爐煤氣本身是一種高熱量混合氣體，可以作為氣體燃料用來發電?，F階段焦爐煤氣主要用于內燃機發電，并在焦化企業中得到大范圍的利用。焦爐煤氣的發電可以為較近區域內的城市進行供電補給，緩解工業用電和城市用電的緊張形勢。同時，焦爐煤氣也可以通過管道輸送至周邊企業作為燃料。而焦爐煤氣中的氫氣也可以作為鐵的還原性氣體，同時適量將甲烷等通過裂解的方式制備出氫氣和一氧化碳，用于鐵的還原反應，這樣，可以在一定程度上減少煉鐵過程中煉焦煤和焦炭短缺的問題。

3 焦爐煤氣綜合利用的意義

3.1 避免資源浪費，實現資源循環利用

綜上所述，焦爐煤氣中所富含的氫氣、甲烷和一氧化碳等氣體，均可以用于合成氨、甲醇、天然氣等化工產品，同時，其中所含有的氫氣本身就是一種良好的工業生產基礎原料。我國焦化產業規模的擴大，使焦爐煤氣資源相對充足。根據相關統計，我國的焦爐煤氣全部用來制氫則至少可以獲取500億方，如果用來制備天然氣則大概可以獲取360億方。這都是相當可觀的。由此可見，焦爐煤氣具有豐富的利用價值。焦爐煤氣的綜合利用可以充分的變廢為寶，最大程度上降低二次能源的浪費，實現資源的循環利用。

3.2 減少有害物質排放，促進節能減排

焦爐煤氣產生于煉焦過程中，不可避免的也會存在一些有害化學成分，如焦油、萘、苯、硫等。如果將焦爐煤氣直接或者間接燃燒后排放到大氣中，必然會將大量的燃燒粉塵、硫氧化物和氮氧化物等有害物質攜帶到大氣環境中，不僅會嚴重影響大氣的清潔度，而且會對生態環境中植物和動物的生長造成不同程度上的損害，這與我國當前背景下所實行的節能環保的社會發展理念相違背，而且嚴重阻礙了社會可持續發展的步伐。根據現階段焦化廠的實際生產產量來分析可知，例如，年產120萬t的焦化廠只是將五分之一的焦爐煤氣加以排放就會損失掉55000t的能源。因此，焦爐煤氣的綜合利用在很大程度上避免了能源浪費的現象，極大的促進了焦化產業節能減排的實現[5]。

3.3 提升焦化企業競爭力，促進焦化行業轉型發展

對于焦化產業存在過剩產能的生產現狀，焦化產業必須結合行業特點和實際狀況進行企業結構調整和轉型，改變傳統肆意排放焦爐煤氣的現象，積極引進先進的焦爐煤氣處理技術和處理設備，加強焦爐煤氣的高效利用，實現企業內部的節能減排。這就需要焦化企業全面了解天然氣、合成氨、氫氣、甲醇等生產工藝，以實現對焦爐煤氣的深度轉化和加工，擴展企業的生產業務，降低企業生產的經濟成本。焦爐煤氣的綜合利用促使焦化產業積極去拓展煤化工產業鏈，全面提升企業的綜合競爭力。與此同時，政府出臺了相關的法律政策，對焦化行業的準入條件加以規定，為焦化產業的轉型發展提供了動力和約束力。

4結語

總而言之，我國的焦爐煤氣產量相當巨大，是一筆寶貴的工業財富。焦化產業需要積極認識到焦爐煤氣綜合利用的緊迫性和重要性，積極探索學習焦爐煤氣的利用途徑，并引進新型的焦爐煤氣深加工設備，以促進焦爐煤氣的回收和再利用。一方面，為焦化企業的轉型發展奠定堅實的基礎，另一方面，也能夠緩解我國能源供給緊張的問題，最大程度上實現清潔能源的開發與利用，促進生態環境健康穩定的可持續發展。

參考文獻：

[1]葉圣.焦爐煤氣的綜合利用及其意義分析[J].礦業裝備， 2019（06）：74-75.

[2]蔡偉均.焦爐煤氣綜合利用技術探討[J].廣東化工，2019， 46（07）：139-140.

[3]李慧敏.焦爐煤氣制天然氣的重要意義[J].山西化工，2019， 39（01）：103-104.

[4]楊智鋒，張衛帥，董躍，李振，安培林.焦爐煤氣作為加氫工藝氫源的綜合利用[J].中國石油和化工標準與質量， 2018，38（05）：104-105.

[5]李慧敏.焦爐煤氣的綜合利用及其意義[J].山西化工，2019， 39（02）：20-22.

作者簡介：

任慶芳（1981- ），漢族，女，山東鄆城人，大專，助理工程師，研究方向：燃氣供應。