焦炉煤气的处理与应用.doc

焦炉煤气的处理与利用 彭云飞 学（上海大学材料科学与工程学院，上海） 摘要：焦炉煤气是炼焦过程中得到的重要副产品，近些年对焦炉煤气的组成成分的研究已经相当成熟。焦炉煤气属于中热值然气，其中包含巨大的利用价值。而我国作为世界钢铁大国之一，产焦量也位于世界前列，但焦炉煤气的利用方面却远远不及发达国家，造成了巨大的能源浪费。本文介绍了有关焦炉煤气的基本知识，重点介绍了利用焦炉煤气民用供气、发电、作为工业原料、生产化工产品、高炉喷吹工艺以及这些利用方式的经济效益分析。 关键词：焦炉煤气、处理、利用 Abstract: The cole oven gas is the most secondary product during coking processing, the study about the composition of the coke oven gas has become more devoloped. The coke oven gas is calorific value of fuel gas, containing great use value. But China is one of the world steel superpower, the using of the coke oven gas has falt behind of the devoloped country, making a great waste of energy. This paper give us some things about the coke oven gas, and focusing on the using of coke oven gas on town gas, generate electricity, as industrial raw material, producing chemical products, blast furnace injection process and the economic benefit of this using mathods. Keys： 根据世界能源数据提要全世界已探明的煤炭储量为9844亿吨,其中炼焦煤储量为1752亿吨,占全部煤炭储量的17.8%我国的炼焦煤储(指气煤、肥煤、焦煤、瘦煤)资源主要分布于山西、山东、贵州、安徽、河南、河北、陕西、新疆、黑龙江等省。目前已探明的储量为588.25亿吨，约占世界炼焦煤总储量的34%[1]。 我国是世界钢铁大国之一，焦炭产量也位居世界前列，且一直呈增长态势。焦炭产量2000年为1.22亿吨，2006年为2.33亿吨，2009年增长到了3.53亿吨。在生产焦炭的同时会产生大量焦炉煤气，如果按照生产1吨焦炭产生430m3焦炉煤气计算，2009年我国全年焦炉煤气发生量可达1517.9亿m3，其中70%左右的焦炉煤气用于企业自用，商用及城市居民用气，剩余的焦炉煤气则直接燃烧放散到大气中，不仅造成了能源浪费，而且污染环境。据专家计算，我国每年燃烧放散到大气中的焦炉煤气量，相当于国家“西气东输”设计年输气量的2倍以上。因此，焦炉煤气的回收利用对实现我国资源的循环利用和经济的可持续发展具有重要意义[2]。 焦炉煤气（简称COG）是炼焦过程中，在产出焦炭和焦油产品的同时所得到的可燃气体，是炼焦过程中作重要的副产品。其成分除大量的氢、甲烷外，其它组分相当复杂，随原料不同有较大变化，另外还与焦炉煤气的操作条件有关。尽管影响焦炉煤气组分的因素较多,但焦炉煤气中的氢气组分含量是重保持在较高水平[3]。宝钢典型的焦炉煤气组成（体积分数，%）如下：H252.3~55.6，CH427.1~30.4，CO7.5，CO22，O20.1，CmHm2.8，N24.9，H2O饱和。微量杂质成分：H2S10mg/m3,焦油5mg/m3,萘200mg/m3,有机硫200mg/m3,HCN150mg/m3,含苯轻油2000mg/m3,NH3100mg/m3,吸收200~300mg/m3[4]。 Fig 1 The character of coke oven gas[5] Fig 2 焦炉煤气的原始数据 Fig 3 气体产品的原始数据 2. 焦炉煤气的利用现状分析 焦炉煤气目前一般就被就近用作钢铁企业的燃料或通过管道输送至附近区域用作居民生活燃料。这种利用模式存在的主要问题是：用作工业燃料时，供需难以达到平衡，往往供应远远大于需求而导致富余量难以处理；用作居民燃料时，因为其热值较低，煤气中的尘、焦油、硫的含量较高，导致燃烧效果不佳，烟气排放指标不理想，且供应量和稳定性容易受到炼焦企业生产的影响，更为重要的是，高附加值组分氢气没