焦炉煤气

焦炉煤气，又称焦炉气，由于可燃成分多，属于高热值煤气，粗煤气或荒煤气。是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉气是混合物，其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，一般每吨干煤可生产焦炉气300~350m3（标准状态）。其主要成分为氢气（55%~60%）和甲烷（23%~27%），另外还含有少量的一氧化碳（5%~8%）、C2以上不饱和烃（2%~4%）、二氧化碳（1.5%~3%)、氧气(0.3%~0.8%))、氮气(3%~7%)。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。

焦炉气属于中热值气，其热值为每标准立方米17~19MJ，适合用做高温工业炉的燃料和城市煤气。焦炉气含氢气量高，分离后用于合成氨，其它成分如甲烷和乙烯可用做有机合成原料。焦炉气为有毒和易爆性气体，空气中的爆炸极限为6%~30%。焦炉煤气的特点：

1、焦炉煤气发热值高16720—18810KJ/m³，可燃成分较高（约90%左右）；2、焦炉煤气是无色有臭味的气体；

3、焦炉煤气因含有CO和少量的H2S而有毒；4、焦炉煤气含氢多，燃烧速度快，火焰较短；

5、焦炉煤气如果净化不好，将含有较多的焦油和萘，就会堵塞管道和管件，给调火工作带来困难；

6、着火温度为600~650 ℃。7、焦炉煤气含有H2（55~60%），CH4（23~27%），CO（5~8%），CO2（1.5~3.0%），N2（3~7%），O2（<0.5%），cmhn(2~4%);密度为0.45~0.50 Kg/Nm3。目前，我国焦炭年产量超过4亿t，每年可有近1000×108m3焦炉煤气可作资源型开发利用。主要应用于制甲醇、化肥、发电、制氢、还原铁。

1、焦炉煤气用于生产甲醇

甲醇是重要的有机化工原料，也是优良的液体燃料，利用焦炉煤气制造甲醇是我国目前焦炉煤气综合利用的主要方式。焦炉煤气中含有25%以上的CH4,，只需将焦炉煤气中的甲烷转化成一定比例的CO和H2， 就能满足合成甲醇的工艺要求。

2、焦炉煤气用于生产化肥

用焦炉煤气制合成氨也是焦炉煤气综合利用的重要途径之一。数据表明，1720m3焦炉煤气可以生产1t合成氨，进而合成尿素，生产成本低于以天然气或无烟煤为原料的尿素生产工艺，成本优势明显。由于规定尿素为国家免税产品，因此相比甲醇等化工产品来说，经济效益具有较好的优势。

3、焦炉煤气用于发电

利用焦炉煤气发电是较为成熟的技术，有：蒸汽发电、燃气轮机发电、内燃机发电、燃气—蒸汽联合循环发电4类。蒸汽机的发电效率最低，不到30%，其次是燃气机发电和内燃机发电，发电效率30%-35%。燃气－蒸汽联合循环发电技术是我国大中型钢铁联合企业正在积极推广的技术，是热能资源的高效梯级综合利用，其发电效率高达45％以上，在兰州厚壁无缝钢管、济钢、 宝钢、太钢等企业得到推广。

4、焦炉煤气制氢

氢气是最清洁的能源，人类社会的发展目标是实现以氢能为主要能源。由于焦炉煤气含有丰富的氢资源，用焦炉煤气制氢的主要方法是采用变压吸附技术从焦炉煤气中分离氢气。目前，许多大中型焦化企业都在策划设计和建设苯加氢装置，其加氢所需的氢气都将是采用变压吸附技术从焦炉煤气分离而出。焦炉煤气制氢还用于煤焦油加氢，利用催化加氢反应，使分子量高、氢碳比（H/C）低、杂质含量多的煤焦油转化为分子量较低、氢碳比较高，成为优质燃料油组分。

5、焦炉煤气用于生产直接还原铁

传统的炼铁工业完全依靠碳为还原剂，而焦炉煤气中H2和甲烷含量分别为50％和20％，只需将焦炉煤气中甲烷进行热裂解即可获得74％的Ｈ2的和25％的CO，以此作为直接还原生产的还原性气体是非常廉价的，能大大降低炼铁过程炼焦煤和焦炭的消耗。

发展煤气化、焦炉煤气加大型化气基竖炉的直接还原工艺是我国直接还原技术发展的总趋势