焦炉煤气制天然气的重要意义

李慧敏

(晋中市节能监察支队，山西 晋中 030600)

引 言

焦炉煤气是炼焦过程中煤炭经高温干馏后所产生的可燃性气体，是炼焦生产的副产品。生产1 t焦炭约副产400 m3焦炉煤气[1]，据相关统计显示，我国每年生产焦炭4亿多t，炼焦厂约副产焦炉煤气1 600亿m3，除去一半回炉自用，还有约800万m3焦炉煤气可以综合利用，但是由于我国大多数焦化企业未能经济有效地回收焦炉煤气，大量的焦炉煤气被直接排放燃烧，不仅造成了极大的经济损失，而且造成了资源的极大浪费，同时也加重了周边地区的环境污染。回收焦炉煤气制取天然气可以降低焦化企业经济损失，节约能源，减少污染物排放，实现工业企业绿色发展，产生良好的经济效益、环境效益和社会效益。

1 焦炉煤气的性质及使用现状

1.1 焦炉煤气性质

焦炉煤气是在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉煤气热值高、燃烧快、火焰短、生产废气比重小；可用作燃料和化工原料。其成分主要包括H2、CH4、CO、CO2和一些轻烃，其中氢气含量最高，达54%～59%，其次是CH4，通常占1/4[2]。焦炉煤气因富含H2、CH4、CO等气体，可以经过深度净化加工合成天然气等，提高焦炉煤气的综合利用，减少不必要的能源损失，实现更高的经济效益和节能环保效益。焦炉煤气的主要成分，如表1所示。

表1 焦炉煤气的主要成分[1]

1.2 焦炉煤气的使用现状

我国是焦炭生产大国，每年生产焦炭4亿多t，约副产1 600亿m3焦炉煤气，除去大约50%回炉自用外，约富裕800亿m3焦炉煤气。由于我国焦化企业长期以来将重心放在焦炭生产方面，忽略对焦炉煤气回收利用，同时焦炉煤气深加还没有得到长足发展，导致焦炉煤气供大于求，大量焦炉煤气未能综合利用，而是直接燃烧排放。尤其是处于中、西部省份的独立焦化企业，经常是多个焦炭厂聚集，但周边缺乏其他工业，焦炉气没有需求，做燃料售价很低，只能燃烧排放(“点天灯”)。每年未被利用的焦炉煤气高达300多亿m3，造成能源损失将近1 740万t标煤，经济损失高达百亿元，在造成经济、资源大量损失的同时，加重了周边地区的环境污染。

2 焦炉煤气制取天然气的重要意义

天然气的主要成分是烷烃，其中CH4占绝大多数，焦炉煤气中含有7%～10%的CO和CO2，2%～3%的多烃，以及54%～59% H2，由焦化工序副产的焦炉煤气经过脱硫脱氰等深度净化后，在一定温度、压力、催化剂作用下甲烷化，经过膜分离系统后，通过压缩得到压缩天然气，通过低温分离后可合成液化天然气[3]。

2.1 焦炉煤气制取天然气的社会需求

煤炭、石油、天然气是当今世界主要的一次能源，随着世界经济的快速发展，天然气作为清洁能源将逐渐替代煤炭、石油作为主要能源。我国“富煤贫油少气”的能源结构决定我国天然气需求量大，2016年，我国天然气消费总量为27 904.00(吨标煤)，占全国能源消费总量(435 819.00吨标煤)的6.4%，远远低于世界平均水平。“十二五”以来，我国天然气产量随稳步上升，但仍没有改善市场供不应求的现状，2015年，我国天然气消费量1 931.25亿m3，产量1 346.1亿m3，天然气的产量不能满足市场的需求，供需严重不平衡。随着我国环境污染压力的剧增，天然气的需求不断增长，每年需要大量的天然气进口，导致我国能源安全问题面临严峻挑战[4]。回收利用富裕的焦炉煤气制取天然气即可满足国民经济的需求，也可以降低焦化企业的经济损失，实现焦炉煤气的变废为宝，同时实现我国的能源结构的逐步优化[5]，因此大力发展焦炉煤气制天然气成为现实选择。我国2011—2015年天然气消费情况，如表2所示。

表2 2011—2015年我国天然气消费情况

2.2 焦炉煤气制取天然气的节能环保意义

天然气是一种清洁能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，替代煤炭和石油燃烧时可减少CO2及其他有害气体的排放，有利于缓减温室效应，从根本上改善环境质量。天然气可以代替汽油作为汽车燃料，排气污染小，性价比高，已成为世界车用清洁燃料的发展方向，而天然气汽车则已成为发展最快、使用量最多的新能源汽车。天然气的热值高，燃烧充分，现已逐渐代替煤炭作为冬季供暖的有效能源走进千家万户。利用富裕的焦炉煤气制取天然气不仅降低了焦炉煤气直接燃烧排放带来的能源损失，而且缓减了煤炭气油燃烧所造成的环境污染，具有重要的节能环保意义。

为实现资源能源可持续发展，天然气作为清洁能源势必得到广泛应用。社会对天然气的需求将与日俱增，为焦炉煤气制取天然气提供了良好的市场，满足了循环经济的长效发展，实现资源综合利用，有效提高经济效益，缓减节能环保压力，促进绿色工业发展。

3 结语

焦炉煤气制取天然气对我国经济社会发展具有重要的意义。通过焦炉煤气合成天然气即解决了社会对天然气的需要，也减轻煤炭汽油等资源紧缺的现状。利用富裕焦炉煤气制取天然气，实现了焦炉煤气变废为宝，弥补了焦炉煤气直接燃烧带来的经济损失，降低了能源损耗，减少了有害物质的排放，减轻了环保压力，实现了资源有效利用，促进了工业企业绿色发展，具有重要的经济意义、节能环保意义和社会意义。