試析焦爐煤氣資源化開發(fā)優(yōu)化

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1、試析焦爐煤氣資源化開發(fā)優(yōu)化 試析焦爐煤氣資源化開發(fā)優(yōu)化 摘 要：我國的焦爐煤氣資源豐富，產(chǎn)焦量巨大，長久穩(wěn)居世界第一產(chǎn)焦大國，焦爐煤氣資源化的開發(fā)優(yōu)化成為了一項迫在眉睫的研究課題。在政府的大力扶持下，焦爐煤氣的開發(fā)優(yōu)化將有一個美好的前景。 關鍵詞：焦爐煤氣 開發(fā) 優(yōu)化 我國產(chǎn)焦量巨大，長久穩(wěn)居世界第一產(chǎn)焦大國，占全世界焦炭產(chǎn)量的65%以上。焦爐煤氣是僅次于焦炭的煉焦產(chǎn)品，每噸焦炭可副產(chǎn)400多立方米的焦爐煤氣。每年由此而產(chǎn)生數(shù)百億立方米焦爐煤氣，對于這些數(shù)量可觀的焦爐煤氣的利用，已經(jīng)成為我國煉焦行業(yè)重點研究的問題。焦爐煤氣資源是煉焦行

2、業(yè)生產(chǎn)資源綜合利用的重要方式。針對焦爐煤氣的特點，應適當開發(fā)出符合焦化行業(yè)工業(yè)特點的應用技術，實現(xiàn)焦爐煤氣資源化開發(fā)和利用，增強焦爐煤氣資源化開發(fā)利用的整體競爭力。如今，我國進行一系列開發(fā)研究，使焦爐煤氣資源化開發(fā)不斷優(yōu)化。 一、焦爐煤氣資源化利用的迫切性 近年來，我國煉焦行業(yè)開展迅速，從而產(chǎn)生大量的焦爐煤氣。如何開發(fā)利用好這些焦爐煤氣是煉焦行業(yè)必須擺在重要位置進行研究的工作。2021年全國共生產(chǎn)焦炭29768萬噸，占世界焦炭生產(chǎn)總量的57.2％，穩(wěn)居世界第一產(chǎn)焦大國的地位。由于焦爐的后續(xù)工藝跟不上步伐，一些企業(yè)“只焦不化〞，使焦爐煤氣資源沒有得到合理的利用。我國目前有約2500萬

3、噸小機焦生產(chǎn)能力，近35％的小型機焦生產(chǎn)及局部中型獨立焦化廠煤氣凈化裝置(主要是脫硫裝置)設備不健全，焦爐煤氣無法回收利用直接導致放散。我國每年焦油煤氣的浪費損失量就相當于每年損失800萬噸標準煤。因而，焦爐煤氣資源化利用優(yōu)化，顯得迫在眉睫。對焦爐煤氣資源資源的開發(fā)是利國利民的工程。 二、焦爐煤氣資源化開發(fā)措施 1.焦爐煤氣資源用作發(fā)電 焦爐煤氣發(fā)電主要包括三種方式：蒸汽發(fā)電，內(nèi)燃機發(fā)電和燃氣輪機發(fā)電。這幾種發(fā)電運行工作方式簡便，在國內(nèi)的運用技術成熟，但缺點是生產(chǎn)作業(yè)時間長，且規(guī)模較小，一般都小于2000瓦。 蒸汽發(fā)電運用的是蒸汽-燃氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術，這也是熱能資源高

4、效梯級綜合利用的表現(xiàn)。發(fā)電效率高達45％以上，我國蒸汽發(fā)電應用成熟可靠，技術過關，在焦化行業(yè)中應用較為廣泛。 內(nèi)燃機發(fā)電是用煤氣內(nèi)燃機帶動發(fā)電機進行發(fā)電，我國的許多省份的一些焦化廠都采用內(nèi)燃機來進行發(fā)電，其中包括江蘇，山東，山西等地。焦爐煤氣內(nèi)燃機發(fā)電機組有400千瓦、500千瓦、1200千瓦和2000千瓦。目前行業(yè)大都使用的是500千瓦的發(fā)電機組。按照焦爐煤氣熱值(低熱值)16720千焦／立方米來計算，1立方米焦爐煤氣可發(fā)電1．3千瓦時。 燃氣輪機發(fā)電是指利用焦爐煤氣直接燃燒，帶動燃氣輪機從而帶動發(fā)電機發(fā)電。按照效率算，每立方米煤氣可發(fā)電1.11千瓦時。燃氣機輪發(fā)電的優(yōu)勢是設備占

5、地少，效率相對較高，啟動快。不過燃氣輪機需要定期的檢修，這也帶來了許多不便。 2.焦爐煤氣制氫 氫氣是最清潔的能源，也是需要大量生產(chǎn)的能源，我國焦爐煤氣利用技術的首要任務是開發(fā)出制氫的新方法?，F(xiàn)如今，用焦爐煤氣制氫的主要方法就是采用變壓吸附技術從焦爐煤氣中別離氫氣，從80年代開始，我國就先后建立了多套100立方米/小時至5000立方米/小時焦爐煤氣變壓吸附制氫裝置，其中包括寶鋼、武鋼、包鋼等大型鋼鐵企業(yè)。石家莊焦化廠和河南天宏焦化廠用同樣方法生產(chǎn)商品氫氣。焦爐煤氣制出的氫可用于苯加氫裝置，許多大中型企業(yè)都方案建設苯加氫裝置開發(fā)。 焦爐煤氣制氫還可以用于煤焦油加氫。在加氫條件下

6、，煤焦油中大量的膠質(zhì)，芳烴，瀝青質(zhì)被加氫飽，被分解并裂解開環(huán)，從而得到低分子的飽和烴。形成優(yōu)質(zhì)的燃料油組成。 未來城市使用的大局部清潔能源都可以由鋼廠負責提供。我國由于對氫的需求，利用焦爐煤氣制氫氣將是焦爐煤氣資源化利用的亮點所在。也是未來焦爐煤氣資源化利用的新途徑。 3.焦爐煤氣用于生產(chǎn)直接復原鐵 傳統(tǒng)的煉鐵工業(yè)完完全全地依靠碳為復原劑。焦爐煤氣中氫和甲烷的含量分別在50％和20％，只需將焦爐煤氣中甲烷進行熱裂解即可獲得74％的H2的和25％的CO。因此，用焦爐煤氣來作為復原劑是相對來說非常廉價的。大大降低了煉鐵過程焦煤和焦炭的消耗量。有數(shù)據(jù)說明，用焦爐煤氣生產(chǎn)直接復原鐵的

7、效率是傳統(tǒng)發(fā)電工業(yè)的兩倍多。我國直接復原鐵的開展任重道遠，焦爐煤氣那么帶來了必要的改良。 4.焦爐煤氣用作氣體燃料 焦爐煤氣是優(yōu)質(zhì)的中熱值氣體燃料。其開發(fā)和利用是勢在必行的工程。上個世紀80年代，我國城市油氣資源缺乏，所以一度用焦爐煤氣來緩解城市居民用燃氣緊張的問題。目前，在天然氣尚未到達的地區(qū)，焦爐煤氣仍然是民用煤氣和其他工業(yè)生產(chǎn)的主要氣體燃料提供者。例如，舉世聞名的景德鎮(zhèn)陶瓷應用的就是焦爐煤氣加熱，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的景德鎮(zhèn)陶瓷。 三、焦爐煤氣資源化開發(fā)利用前瞻 1.國家政策大力扶持 由國家發(fā)改委牽頭的“我國焦爐煤氣的綜合利用〞科研課題已經(jīng)獲得通過。這對焦爐煤氣的資源

8、化開發(fā)來說是一個非常有利于開展的好消息。加快煤資源開發(fā)利用是解決國家能源儲藏的重要措施。焦爐煤氣資源化的開展在國家煤化工業(yè)的長期開展規(guī)劃中。因而，焦爐煤氣資源化的開發(fā)前景一片良好。 2.充足的煤氣資源 每產(chǎn)生一噸焦炭，就可以產(chǎn)生400立方米左右的焦爐煤氣，我國每年可生產(chǎn)機焦約三萬噸，同時可以生產(chǎn)出至少一千億立方米的焦爐煤氣。并且，一千億立方米的焦爐煤氣中至少含有500億立方米的氫氣。1000億焦爐煤氣的體積量是西氣東輸體積量的8倍由于，由此可見，焦爐煤氣的資源是很豐富的。并且隨著產(chǎn)業(yè)機構調(diào)整的進一步深入，鋼鐵能源制造工藝的優(yōu)化，焦爐煤氣的浪費量減少，將會有更多的煤氣資源得到利用。

9、 3.焦爐煤氣資源化利用領域的拓展 我國煉焦煤氣綜合利用開發(fā)的工藝路線優(yōu)化、關鍵設備制造上較以往有了很大的突破。我國化工企業(yè)的進步時明顯的，這使得焦爐煤氣資源化的利用有了更廣闊的開展空間。一些企業(yè)的舉措，如首鋼和北京鋼鐵研究總院建立焦爐煤氣直接復原制海綿鐵小型試驗裝置作業(yè)已開始，兩步法合成二甲醚技術的攻關工程也已經(jīng)啟動，這些都加快了焦爐煤氣資源的開展進程。 四、結束語 本文對我國焦爐煤氣資源化開發(fā)優(yōu)化進行了分析，從焦爐煤氣資源化開發(fā)的迫切性出發(fā)，探討了開發(fā)優(yōu)化的一些具體舉措，說明了焦爐煤氣資源化開發(fā)優(yōu)化的重要性和必要性。最后同時對焦爐煤氣資源化的開發(fā)進行了前瞻，焦爐煤氣資源化的開展有一個美好的前景。 參考文獻 【1】豐恒夫 煉焦煤氣資源化利用的新路徑 [J].山西經(jīng)濟日報，2007 【2】楊文彪 焦爐煤氣資源化開發(fā)應進一步優(yōu)化 [J].中焦協(xié)秘書處，2021