焦炉煤气的综合利用及其意义探究

摘 要：工业是我国主要的经济支柱产业。而在钢铁行业和化工行业中，随着行业产品产量的增加，焦炉煤气作为一种工业废气，其排放量显著增加。面对此现状，相关部门需要积极研究焦炉煤气的应用价值，将其转化成一种全新的二次能源，最大程度上发挥出焦炉煤气的经济价值和社会效益。本文对焦炉煤气的综合利用和现实意义进行了全面的分析与探讨。

关键词：焦炉煤气;综合利用;意义

近年来，我国积极倡导低碳环保的绿色能源生产理念，社会环境生产压力明显增加。焦炉煤气作为一种化学资源，具有较强的污染性，如果排放不当，就会对生态环境造成不同程度上的破坏。同时，焦炉煤气具有二次利用与开发的工业价值。因此，焦化行业必须加强结构调整，深度挖掘焦炉煤气的综合利用途径，以提高焦炉煤气的综合利用率，将其变废为宝[1]。

1 焦炉煤气利用的紧迫性与重要性

钢铁行业和化工行业的发展极大的推动了焦化行业的发展，使我国焦炭产量显著增加，成为世界上焦炭产量做大的国家。与此同时，一些大型的焦化厂在生产焦炭的同时加强对焦炉煤气的综合利用。但是，在全国范围内还有一大部分小型焦化厂，受生产规模和企业成本的限制并未将焦炉煤气进行成功的转化利用，而是直接将其排放到大气中，严重污染了生态环境。据相关统计，我国未利用的焦炉煤气量大概占到所有产量的20%左右，这个产量值是有待降低的。因此，从社会环保和节能降耗的角度出发，焦炉煤气的综合利用具有一定的紧迫性[2]。

焦炉煤气是炼焦过程中所产生的的一种化学产物，其主要成分为氢气和甲烷。而这两种物质具有再利用和再回收的的工业价值。不仅可以降低我国工业生产的能源消耗问题，创造一定的经济效益，而且也可以对焦炉煤气中的有害成分加以回收，避免其进入到大气中，进而污染环境。焦炉煤气的综合利用总体上来说是符合我国战略发展目标的。

2 焦炉煤气的综合利用途径

2.1 焦炉煤气生产甲醇

甲醇是一种基础型的化工生产原料，不仅作为其他有机化工产品的合成原料，而且可以作为汽油的替代品。甲醇是一种新型的清洁型能源，被大力推广与使用。其合成原料主要为一氧化碳、二氧化碳和氢气。而焦炉煤气中含有大量的氢气、一氧化碳和二氧化碳。只需利用催化反应将其中的甲烷和其他的多碳烃类物质进行有机转化，使其转化成一氧化碳和氢气就可以为甲醇的生产提供相当丰富的合成原料。根据焦化厂的相关数据统计，大概2000方左右的焦炉煤炭就可以生产出1t甲醇，使得焦炉煤气得到有效利用。

2.2 焦炉煤气制取天然气

近年来，天然气作为一种优质清洁的燃料，逐步开始替代城市燃气。同时，鉴于我国天然气的自身储备量并不丰富，因此，通过工业生产实现天然气的制备以满足城市生产生活需求是至关重要的。此外，天然气相比较于城市燃气来说，其成本相对较低，能够在很大程度上降低城市居民的燃气费用。焦炉煤气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过甲烷化反应转化成甲烷。并经过相应的变压吸附或者膜分离等手段将氢气分离出去，然后采用压缩分离的方法获取天然气[3]。

2.3 焦炉煤气制氢气

氢气具有高热值和无污染等典型特点，是一种社会公认的理想能源。氢气作为燃料，其燃烧产物是水，对社会环境不存在任何污染。氢气在充分燃烧的条件下，其热量值为甲烷燃烧热量值的两倍以上，而液氢在完全燃烧的条件下所释放出的热量为相同质量汽油燃烧热量值的三倍。因此，氢气可以用于制作新能源汽车的氢氧燃料电池，作为动力能源使用。而液氢则可以较好的应用在航天领域。同时，氢气也可以作为许多化学品的合成原料和中间物质参与化学反应。最重要的是，焦炉煤气中恰好含有大量的氢气，通过一系列的合成与分离处理既可以获取纯净的氢气。这样，焦炉煤气制氢能够有效缓解氢能源短缺的问题，加速氢能源的推广利用，具有巨大的经济效益和环境效益[4]。

2.4 焦炉煤气合成氨

焦炉煤气中所富含的氢气也是合成氨的重要原料。而合成氨又是生产化肥的重要原料。焦炉煤气中的甲烷和一氧化碳等也可以通过相应的化学反应和物理反应转化变换成氢气。氢气和氮气在一定的温度和压力条件下就可以制备合成氨，再与二氧化碳反应生成尿素等。尿素化肥是农业生产过程中的必然消耗品。而我国又作为一个农业大国，必然需要化肥产品的实时供给，以满足社会民众的民生需求。因此，焦炉煤气合成氨也是一种较为成熟的应用手段。

2.5 焦炉煤气的其他应用

焦炉煤气本身是一种高热量混合气体，可以作为气体燃料用来发电。现阶段焦炉煤气主要用于内燃机发电，并在焦化企业中得到大范围的利用。焦炉煤气的发电可以为较近区域内的城市进行供电补给，缓解工业用电和城市用电的紧张形势。同时，焦炉煤气也可以通过管道输送至周边企业作为燃料。而焦炉煤气中的氢气也可以作为铁的还原性气体，同时适量将甲烷等通过裂解的方式制备出氢气和一氧化碳，用于铁的还原反应，这样，可以在一定程度上减少炼铁过程中炼焦煤和焦炭短缺的问题。

3 焦炉煤气综合利用的意义

3.1 避免资源浪费，实现资源循环利用

综上所述，焦炉煤气中所富含的氢气、甲烷和一氧化碳等氣体，均可以用于合成氨、甲醇、天然气等化工产品，同时，其中所含有的氢气本身就是一种良好的工业生产基础原料。我国焦化产业规模的扩大，使焦炉煤气资源相对充足。根据相关统计，我国的焦炉煤气全部用来制氢则至少可以获取500亿方，如果用来制备天然气则大概可以获取360亿方。这都是相当可观的。由此可见，焦炉煤气具有丰富的利用价值。焦炉煤气的综合利用可以充分的变废为宝，最大程度上降低二次能源的浪费，实现资源的循环利用。

3.2 减少有害物质排放，促进节能减排

焦炉煤气产生于炼焦过程中，不可避免的也会存在一些有害化学成分，如焦油、萘、苯、硫等。如果将焦炉煤气直接或者间接燃烧后排放到大气中，必然会将大量的燃烧粉尘、硫氧化物和氮氧化物等有害物质携带到大气环境中，不仅会严重影响大气的清洁度，而且会对生态环境中植物和动物的生长造成不同程度上的损害，这与我国当前背景下所实行的节能环保的社会发展理念相违背，而且严重阻碍了社会可持续发展的步伐。根据现阶段焦化厂的实际生产产量来分析可知，例如，年产120万t的焦化厂只是将五分之一的焦炉煤气加以排放就会损失掉55000t的能源。因此，焦炉煤气的综合利用在很大程度上避免了能源浪费的现象，极大的促进了焦化产业节能减排的实现[5]。

3.3 提升焦化企业竞争力，促进焦化行业转型发展

对于焦化产业存在过剩产能的生产现状，焦化产业必须结合行业特点和实际状况进行企业结构调整和转型，改变传统肆意排放焦炉煤气的现象，积极引进先进的焦炉煤气处理技术和处理设备，加强焦炉煤气的高效利用，实现企业内部的节能减排。这就需要焦化企业全面了解天然气、合成氨、氢气、甲醇等生产工艺，以实现对焦炉煤气的深度转化和加工，扩展企业的生产业务，降低企业生产的经济成本。焦炉煤气的综合利用促使焦化产业积极去拓展煤化工产业链，全面提升企业的综合竞争力。与此同时，政府出台了相关的法律政策，对焦化行业的准入条件加以规定，为焦化产业的转型发展提供了动力和约束力。

4结语

总而言之，我国的焦炉煤气产量相当巨大，是一笔宝贵的工业财富。焦化产业需要积极认识到焦炉煤气综合利用的紧迫性和重要性，积极探索学习焦炉煤气的利用途径，并引进新型的焦炉煤气深加工设备，以促进焦炉煤气的回收和再利用。一方面，为焦化企业的转型发展奠定坚实的基础，另一方面，也能够缓解我国能源供给紧张的问题，最大程度上实现清洁能源的开发与利用，促进生态环境健康稳定的可持续发展。

参考文献：

[1]叶圣.焦炉煤气的综合利用及其意义分析[J].矿业装备， 2019（06）：74-75.

[2]蔡伟均.焦炉煤气综合利用技术探讨[J].广东化工，2019， 46（07）：139-140.

[3]李慧敏.焦炉煤气制天然气的重要意义[J].山西化工，2019， 39（01）：103-104.

[4]杨智锋，张卫帅，董跃，李振，安培林.焦炉煤气作为加氢工艺氢源的综合利用[J].中国石油和化工标准与质量， 2018，38（05）：104-105.

[5]李慧敏.焦炉煤气的综合利用及其意义[J].山西化工，2019， 39（02）：20-22.

作者简介：

任庆芳（1981- ），汉族，女，山东郓城人，大专，助理工程师，研究方向：燃气供应。