隨著焦化行業(yè)的發(fā)展,，焦?fàn)t煤氣除部分返回焦?fàn)t加熱外,，剩余主要作為城市煤氣，還有相當(dāng)數(shù)量的焦?fàn)t煤氣會通過火炬燃燒放空,。據(jù)估計每年約有350×108m3以上的焦?fàn)t煤氣未被有效利用而付之一炬，這不僅造成環(huán)境污染,，還浪費了大量能源,。根據(jù)焦?fàn)t煤氣的特點（含氫量高），我國焦化行業(yè)應(yīng)進一步開發(fā)出符合企業(yè)特點的應(yīng)用技術(shù),，進而實現(xiàn)煤氣資源的優(yōu)化開發(fā)利用，增加焦?fàn)t煤氣的利用價值,，增強煉焦行業(yè)的整體競爭力。近年來,，我國焦?fàn)t煤氣利用程度不斷提高,，在開發(fā)利用技術(shù)方面進行了一系列探索,，本文總結(jié)出七種常用的焦?fàn)t煤氣綜合利用節(jié)能技術(shù),。

一、焦?fàn)t煤氣用作氣體燃料

焦?fàn)t煤氣是的中熱值氣體燃料,，其熱值為17兆焦~19兆焦/標(biāo)準(zhǔn)立方米,，煤氣的主要成分（體積百分比）為氫55％~60％、甲烷23％~27%,、一氧化碳5％~8％,，含兩個以上的碳原子的不飽和烴2％~4％，以及少量的二氧化碳,、氮,、氧等。由于我國油氣資源缺乏,，為解決大中城市民用燃?xì)饩o張的問題,，20世紀(jì)80年代焦?fàn)t煤氣曾一度廣泛應(yīng)用于民用燃?xì)忸I(lǐng)城。目前,，在天然氣還沒有通達(dá)而焦化行業(yè)有一定基礎(chǔ)的地區(qū),，焦?fàn)t煤氣仍是民用煤氣和其他工業(yè)生產(chǎn)的主要氣體燃料提供者。如我國景德鎮(zhèn)等地將焦?fàn)t煤氣用作陶瓷廠窯爐的加熱燃料，生產(chǎn)出的陶瓷制品,。此外,，焦?fàn)t煤氣還可用作水泥和玻璃等工業(yè)生產(chǎn)的燃料。

二,、利用焦?fàn)t煤氣發(fā)電

由于焦?fàn)t普遍采用了的煙氣余熱回收技術(shù),，約有50％~55％的焦?fàn)t煤氣富余，我國許多焦化企業(yè)將剩余的焦?fàn)t煤氣用于發(fā)電,。焦?fàn)t煤氣發(fā)電有三種方式,，分別為蒸汽發(fā)電（熱電聯(lián)產(chǎn)）、燃?xì)廨啓C發(fā)電和內(nèi)燃機發(fā)電,，目前這幾種發(fā)電方式在國內(nèi)均有應(yīng)用,，技術(shù)成熟。如果焦化企業(yè)與高電耗生產(chǎn)匹配或與發(fā)供電企業(yè)聯(lián)營,，且上網(wǎng)電價合適，焦?fàn)t煤氣用于發(fā)電可作為優(yōu)先選擇的技術(shù)路之一,。其運行與管理簡便,，生產(chǎn)作業(yè)間長，可采取多種方式,，企業(yè)收益穩(wěn)定,。

1、蒸汽發(fā)電,，熱電聯(lián)產(chǎn)供熱與發(fā)電兼用,。蒸汽發(fā)電由鍋爐-凝氣式氣輪機-發(fā)電機組成。該工藝以焦?fàn)t煤氣作為熱源燃燒鍋爐,，生成高壓蒸汽,，用以帶動汽輪機、發(fā)電機而發(fā)電,。蒸汽發(fā)電技術(shù)過關(guān),、成熟可靠,。在我國焦化行業(yè)應(yīng)用較廣泛,，但其系統(tǒng)復(fù)雜,、占地面積大、啟動時間長,。

2,、焦?fàn)t煤氣用于燃?xì)廨啓C發(fā)電。燃?xì)廨啓C發(fā)電是用焦?fàn)t煤氣直接燃燒，驅(qū)動燃?xì)廨啓C以帶動發(fā)電機發(fā)電,。燃?xì)廨啓C發(fā)電機組設(shè)備緊湊,、占地少、效率高,、效益好,、啟動速度快。不過,，燃?xì)廨啓C運行一段時間后必須遠(yuǎn)距離運回制造廠檢修,，因此需要較多的備品，要求工人有較高的技術(shù)素質(zhì),。

3,、燃?xì)?mdash;—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)（CCPP）。該技術(shù)的基本原理是將剩余的焦?fàn)t煤氣和回收的高爐煤氣經(jīng)凈化,、混合,、加壓后送往燃?xì)廨啓C燃燒、膨脹做功,，帶動燃?xì)廨啺l(fā)電機組發(fā)電,。同時燃?xì)廨啓C排放的高溫?zé)煔饧訜嵊酂徨仩t，產(chǎn)生蒸汽,，帶動蒸汽輪發(fā)電機組,，形成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。燃?xì)?mdash;—蒸汽聯(lián)合發(fā)電是熱能資源的梯級綜合利用,，其發(fā)電效率高達(dá)45％以上,，實現(xiàn)了鋼電聯(lián)產(chǎn)，目前我國的濟鋼,、寶鋼,、太鋼、沙鋼,、通鋼,、鞍鋼、馬鋼,、邯鋼,、安鋼、漣鋼等多家鋼廠都在使用該技術(shù),。

4,、用煤氣內(nèi)燃機帶動發(fā)電機發(fā)電。我國山東,、山西,、寧夏,、安微、河北,、新疆,、內(nèi)蒙古、云南,、江蘇等地的一些焦化廠采用煤氣內(nèi)燃機發(fā)電,。可供選擇的焦?fàn)t煤氣內(nèi)燃機發(fā)電機組有400千瓦,、500千瓦,、1200千瓦和2000年瓦。目前焦化行業(yè)大多采用的是500千瓦焦?fàn)t煤氣內(nèi)燃機發(fā)電機組,。按焦?fàn)t煤氣熱值（低熱值）16720千焦/立方米計算,，1立方米焦?fàn)t煤氣可發(fā)電1.1千瓦時。

三,、利用焦?fàn)t煤氣制氫

焦?fàn)t煤氣中的氫含量達(dá)55％~60％,，是重要的氫資源提供者。目前,，焦?fàn)t煤氣制氫的主要方法是采用變壓吸附技術(shù)（PSA）從冷焦?fàn)t煤氣中分離氫氣,，該工藝生產(chǎn)的氫氣純度可達(dá)99.99％，從上世紀(jì)80年代開始,，我國寶鋼,、鞍鋼,、武鋼,、本鋼、包鋼等鋼鐵企業(yè)先后建設(shè)了多套100立方米/時至5000立方米/時,、純度為99.999％的焦?fàn)t煤氣變壓吸附制氫裝置,，其中投產(chǎn)運行時間長的一套已達(dá)20多年。我國有多家鋼鐵企業(yè)采用PSA從焦?fàn)t煤氣中分離氫氣,，用作軋鋼廠保護性氣體,。

據(jù)了解，日本鋼鐵行業(yè)每年提供約40億標(biāo)準(zhǔn)立方米氫氣供應(yīng)給燃料電池行業(yè)使用,，通過改進工藝,，未來其供應(yīng)量將進一步增加。另外,，由于大多數(shù)日本鋼廠位于城市中心附近,，所以未來城市所需的大部分清潔能源可由鋼廠負(fù)責(zé)供應(yīng)。在我國,，隨著氫電池開發(fā),、應(yīng)用成本的降低,，利用煉焦煤氣提氫將成為焦?fàn)t煤氣資源化利用的新亮點。采用煉焦煤氣生產(chǎn)氫氣將是未來煉焦煤氣資源化應(yīng)用的新途徑,。

四,、焦?fàn)t煤氣用于生產(chǎn)直接還原鐵

傳統(tǒng)的煉鐵工業(yè)*依靠碳為還原劑，隨著煉焦煤和焦炭資源的日益短缺,，業(yè)界正在開發(fā)資源節(jié)約,、環(huán)境友好的氫冶金，用焦?fàn)t煤氣直接還原鐵是氫冶金重要的應(yīng)用技術(shù)之一,。由于氫的還原潛能是一氧化碳的14倍,，大力開發(fā)焦?fàn)t煤氣直接還原鐵，可以大大降低煉鐵過程對煉焦煤和焦炭的消耗,。直接還原鐵生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵在于還原性氣體（70％H2和30％C0）的制備,，而焦?fàn)t煤氣中H2和甲烷含量分別在55％~60％和23％~27％，只需將焦?fàn)t煤氣中的甲烷進行裂解（重整）即可獲得74％的H2和25％的CO,，以此作為直接還原生產(chǎn)海錦鐵的還原性氣體非常廉價,。

用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)直接還原鐵的研究以HYL-ZR（自重整）希爾工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，其通過在自身還原段中生成還原氣體而實現(xiàn)zuijia的還原效率,，因此,，該工藝無需使用外部重整爐設(shè)備或者其他的還原氣體生成系統(tǒng)。采用HYL-ZR（自重整）希爾工藝用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)直接還原鐵的生產(chǎn)成本較低,，直接還原鐵的金屬率可達(dá)94%,。

五、焦?fàn)t煤氣用于高爐欥煉鐵

高爐噴吹含氫介質(zhì)強化氫還原已成為當(dāng)今冶煉工藝的熱點,。首先,，無論從熱力學(xué)還是從動カ學(xué)條件看，高溫下氫作為鐵氧化物的還原劑比一氧化碳更具優(yōu)勢,；其次,，氫還原的氣態(tài)產(chǎn)物是水蒸氣而不是二氧化碳，故噴吹含氫介質(zhì)可減少二氧化碳的產(chǎn)生量,。煉焦過程中,，煤炭72％~78％生成焦炭，15％~18％生成焦?fàn)t煤氣,。在煉鐵過程中,，焦炭的還原當(dāng)量與焦?fàn)t煤氣的還原當(dāng)量之比為1：1，因為H2的還原潛能與CO的還原潛能之比為14：1,。因此,，將焦?fàn)t煤氣通入高爐中同樣可以煉鐵，相當(dāng)于提高了煉焦煤資源的利用率,，可緩解煉焦煤資源供應(yīng)緊張的問題,。

與天然氣相比,，焦?fàn)t煤氣的還原性能更好。法國,、俄羅斯等國已把高爐噴吹焦?fàn)t煤氣作為節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)進行開發(fā),，目前我國也已開始了高爐噴吹焦?fàn)t煤氣的研究，鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的焦化廠應(yīng)關(guān)注該技術(shù)的發(fā)展,。

六,、焦?fàn)t煤氣作為化工原料生產(chǎn)合成氣

近年來隨著科技的進步與廣大企業(yè)的勇于探素，焦?fàn)t煤氣的應(yīng)用領(lǐng)域拓展到制化肥,、甲醇-二甲醚,、提取甲烷制LNG和合成甲烷等。

1,、焦?fàn)t煤氣制合成氨——尿素,。早在20世紀(jì)60年代，我國本溪鋼鐵公司第二焦化廠開發(fā)了焦?fàn)t煤氣熱裂解技術(shù)用于制純氫,，與空分氮氣合成氨,，進而生產(chǎn)尿素。

2,、焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇,。每生產(chǎn)1噸甲醇可消耗焦?fàn)t煤氣2000立方米～2200立方米，對富余的煉焦煤氣消費非?？捎^,。以焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇500萬噸計算，就可以消耗焦?fàn)t煤氣100億～120億立方米,。因此,，利用焦?fàn)t煤氣制甲醇、二甲醒,、人造汽油等資源化開發(fā)利用比作為燃料具有更大的經(jīng)濟和社會效益,。為推進甲醇燃料的應(yīng)用,，國家先后出臺了M15,、M85等甲醇汽油標(biāo)準(zhǔn)，山西,、陜西,、河南等地已經(jīng)開始甲醇汽油的車用試點。

3,、焦?fàn)t煤氣提取或合成天然氣,。

在焦?fàn)t氣組成中，甲烷含量約23％～27％,，一氧化碳和二氧化碳含量占近10％,，其余為氫和少量氮,，因此焦?fàn)t氣通過甲烷化反應(yīng)，可以使絕大部分一氧化碳和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷,，得到主要含氫,、甲烷、氮的混合氣體,，經(jīng)進一步分離提純后可以得到甲烷體積在90％以上的合成天然氣（SNG）,，再經(jīng)壓縮得到壓縮天然氣（CNG）或經(jīng)液化得到液化天然氣（LNG）。焦?fàn)t煤氣深度凈化后經(jīng)甲烷化生產(chǎn)天然氣（SNG/CNG/LNG）的技術(shù),，具有投資小,、消耗低、無污染,、能量利用率高等優(yōu)勢,，是焦化企業(yè)較佳的選擇。

七,、焦?fàn)t煤氣直接生產(chǎn)合成氣

在焦化生產(chǎn)中,，從炭化室經(jīng)上升管逸出的650℃~700℃的荒煤氣，在橋管和集氣管中被大量噴灑的70℃～75℃循環(huán)氨水卻至80℃～85℃,，接著又在初冷器中被冷卻水冷卻到25C～40℃,、650℃～700℃的高溫荒煤氣所帶出的顯熱相當(dāng)于煉焦過程總熱量的32％，這部分能量幾乎未被利用而白白浪費了,。

為充分利用這部分熱量,，20世紀(jì)90年代，德國提出建立生產(chǎn)兩種產(chǎn)品——焦炭和還原性氣體的焦化廠,，即高溫荒煤氣從炭化室逸出后不冷卻,，直接進入熱裂解爐、將焦?fàn)t煤氣中的煤焦油,、粗苯,、氨、萘等有機物熱裂解成以CO和H2為主要成分的合成氣體,。這種合成氣體可以作為生產(chǎn)合成氨,、生產(chǎn)甲醇-二甲醚等的原料氣，也可以生產(chǎn)直接還原鐵,。

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④配置專業(yè)化預(yù)處理方案,，自動化程度高，無需人工值守即可實現(xiàn)實時在線監(jiān)測,。

（來源：工業(yè)過程氣體監(jiān)測技術(shù)）