焦?fàn)t煤氣的綜合利用及其意義探究

摘 要：工業(yè)是我國主要的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)。而在鋼鐵行業(yè)和化工行業(yè)中，隨著行業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量的增加，焦?fàn)t煤氣作為一種工業(yè)廢氣，其排放量顯著增加。面對此現(xiàn)狀，相關(guān)部門需要積極研究焦?fàn)t煤氣的應(yīng)用價值，將其轉(zhuǎn)化成一種全新的二次能源，最大程度上發(fā)揮出焦?fàn)t煤氣的經(jīng)濟價值和社會效益。本文對焦?fàn)t煤氣的綜合利用和現(xiàn)實意義進行了全面的分析與探討。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣;綜合利用;意義

近年來，我國積極倡導(dǎo)低碳環(huán)保的綠色能源生產(chǎn)理念，社會環(huán)境生產(chǎn)壓力明顯增加。焦?fàn)t煤氣作為一種化學(xué)資源，具有較強的污染性，如果排放不當(dāng)，就會對生態(tài)環(huán)境造成不同程度上的破壞。同時，焦?fàn)t煤氣具有二次利用與開發(fā)的工業(yè)價值。因此，焦化行業(yè)必須加強結(jié)構(gòu)調(diào)整，深度挖掘焦?fàn)t煤氣的綜合利用途徑，以提高焦?fàn)t煤氣的綜合利用率，將其變廢為寶[1]。

1 焦?fàn)t煤氣利用的緊迫性與重要性

鋼鐵行業(yè)和化工行業(yè)的發(fā)展極大的推動了焦化行業(yè)的發(fā)展，使我國焦炭產(chǎn)量顯著增加，成為世界上焦炭產(chǎn)量做大的國家。與此同時，一些大型的焦化廠在生產(chǎn)焦炭的同時加強對焦?fàn)t煤氣的綜合利用。但是，在全國范圍內(nèi)還有一大部分小型焦化廠，受生產(chǎn)規(guī)模和企業(yè)成本的限制并未將焦?fàn)t煤氣進行成功的轉(zhuǎn)化利用，而是直接將其排放到大氣中，嚴重污染了生態(tài)環(huán)境。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，我國未利用的焦?fàn)t煤氣量大概占到所有產(chǎn)量的20%左右，這個產(chǎn)量值是有待降低的。因此，從社會環(huán)保和節(jié)能降耗的角度出發(fā)，焦?fàn)t煤氣的綜合利用具有一定的緊迫性[2]。

焦?fàn)t煤氣是煉焦過程中所產(chǎn)生的的一種化學(xué)產(chǎn)物，其主要成分為氫氣和甲烷。而這兩種物質(zhì)具有再利用和再回收的的工業(yè)價值。不僅可以降低我國工業(yè)生產(chǎn)的能源消耗問題，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益，而且也可以對焦?fàn)t煤氣中的有害成分加以回收，避免其進入到大氣中，進而污染環(huán)境。焦?fàn)t煤氣的綜合利用總體上來說是符合我國戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)的。

2 焦?fàn)t煤氣的綜合利用途徑

2.1 焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇

甲醇是一種基礎(chǔ)型的化工生產(chǎn)原料，不僅作為其他有機化工產(chǎn)品的合成原料，而且可以作為汽油的替代品。甲醇是一種新型的清潔型能源，被大力推廣與使用。其合成原料主要為一氧化碳、二氧化碳和氫氣。而焦?fàn)t煤氣中含有大量的氫氣、一氧化碳和二氧化碳。只需利用催化反應(yīng)將其中的甲烷和其他的多碳烴類物質(zhì)進行有機轉(zhuǎn)化，使其轉(zhuǎn)化成一氧化碳和氫氣就可以為甲醇的生產(chǎn)提供相當(dāng)豐富的合成原料。根據(jù)焦化廠的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，大概2000方左右的焦?fàn)t煤炭就可以生產(chǎn)出1t甲醇，使得焦?fàn)t煤氣得到有效利用。

2.2 焦?fàn)t煤氣制取天然氣

近年來，天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)清潔的燃料，逐步開始替代城市燃氣。同時，鑒于我國天然氣的自身儲備量并不豐富，因此，通過工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)天然氣的制備以滿足城市生產(chǎn)生活需求是至關(guān)重要的。此外，天然氣相比較于城市燃氣來說，其成本相對較低，能夠在很大程度上降低城市居民的燃氣費用。焦?fàn)t煤氣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過甲烷化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成甲烷。并經(jīng)過相應(yīng)的變壓吸附或者膜分離等手段將氫氣分離出去，然后采用壓縮分離的方法獲取天然氣[3]。

2.3 焦?fàn)t煤氣制氫氣

氫氣具有高熱值和無污染等典型特點，是一種社會公認的理想能源。氫氣作為燃料，其燃燒產(chǎn)物是水，對社會環(huán)境不存在任何污染。氫氣在充分燃燒的條件下，其熱量值為甲烷燃燒熱量值的兩倍以上，而液氫在完全燃燒的條件下所釋放出的熱量為相同質(zhì)量汽油燃燒熱量值的三倍。因此，氫氣可以用于制作新能源汽車的氫氧燃料電池，作為動力能源使用。而液氫則可以較好的應(yīng)用在航天領(lǐng)域。同時，氫氣也可以作為許多化學(xué)品的合成原料和中間物質(zhì)參與化學(xué)反應(yīng)。最重要的是，焦?fàn)t煤氣中恰好含有大量的氫氣，通過一系列的合成與分離處理既可以獲取純凈的氫氣。這樣，焦?fàn)t煤氣制氫能夠有效緩解氫能源短缺的問題，加速氫能源的推廣利用，具有巨大的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益[4]。

2.4 焦?fàn)t煤氣合成氨

焦?fàn)t煤氣中所富含的氫氣也是合成氨的重要原料。而合成氨又是生產(chǎn)化肥的重要原料。焦?fàn)t煤氣中的甲烷和一氧化碳等也可以通過相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)轉(zhuǎn)化變換成氫氣。氫氣和氮氣在一定的溫度和壓力條件下就可以制備合成氨，再與二氧化碳反應(yīng)生成尿素等。尿素化肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的必然消耗品。而我國又作為一個農(nóng)業(yè)大國，必然需要化肥產(chǎn)品的實時供給，以滿足社會民眾的民生需求。因此，焦?fàn)t煤氣合成氨也是一種較為成熟的應(yīng)用手段。

2.5 焦?fàn)t煤氣的其他應(yīng)用

焦?fàn)t煤氣本身是一種高熱量混合氣體，可以作為氣體燃料用來發(fā)電?，F(xiàn)階段焦?fàn)t煤氣主要用于內(nèi)燃機發(fā)電，并在焦化企業(yè)中得到大范圍的利用。焦?fàn)t煤氣的發(fā)電可以為較近區(qū)域內(nèi)的城市進行供電補給，緩解工業(yè)用電和城市用電的緊張形勢。同時，焦?fàn)t煤氣也可以通過管道輸送至周邊企業(yè)作為燃料。而焦?fàn)t煤氣中的氫氣也可以作為鐵的還原性氣體，同時適量將甲烷等通過裂解的方式制備出氫氣和一氧化碳，用于鐵的還原反應(yīng)，這樣，可以在一定程度上減少煉鐵過程中煉焦煤和焦炭短缺的問題。

3 焦?fàn)t煤氣綜合利用的意義

3.1 避免資源浪費，實現(xiàn)資源循環(huán)利用

綜上所述，焦?fàn)t煤氣中所富含的氫氣、甲烷和一氧化碳等氣體，均可以用于合成氨、甲醇、天然氣等化工產(chǎn)品，同時，其中所含有的氫氣本身就是一種良好的工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)原料。我國焦化產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大，使焦?fàn)t煤氣資源相對充足。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，我國的焦?fàn)t煤氣全部用來制氫則至少可以獲取500億方，如果用來制備天然氣則大概可以獲取360億方。這都是相當(dāng)可觀的。由此可見，焦?fàn)t煤氣具有豐富的利用價值。焦?fàn)t煤氣的綜合利用可以充分的變廢為寶，最大程度上降低二次能源的浪費，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

3.2 減少有害物質(zhì)排放，促進節(jié)能減排

焦?fàn)t煤氣產(chǎn)生于煉焦過程中，不可避免的也會存在一些有害化學(xué)成分，如焦油、萘、苯、硫等。如果將焦?fàn)t煤氣直接或者間接燃燒后排放到大氣中，必然會將大量的燃燒粉塵、硫氧化物和氮氧化物等有害物質(zhì)攜帶到大氣環(huán)境中，不僅會嚴重影響大氣的清潔度，而且會對生態(tài)環(huán)境中植物和動物的生長造成不同程度上的損害，這與我國當(dāng)前背景下所實行的節(jié)能環(huán)保的社會發(fā)展理念相違背，而且嚴重阻礙了社會可持續(xù)發(fā)展的步伐。根據(jù)現(xiàn)階段焦化廠的實際生產(chǎn)產(chǎn)量來分析可知，例如，年產(chǎn)120萬t的焦化廠只是將五分之一的焦?fàn)t煤氣加以排放就會損失掉55000t的能源。因此，焦?fàn)t煤氣的綜合利用在很大程度上避免了能源浪費的現(xiàn)象，極大的促進了焦化產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排的實現(xiàn)[5]。

3.3 提升焦化企業(yè)競爭力，促進焦化行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展

對于焦化產(chǎn)業(yè)存在過剩產(chǎn)能的生產(chǎn)現(xiàn)狀，焦化產(chǎn)業(yè)必須結(jié)合行業(yè)特點和實際狀況進行企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型，改變傳統(tǒng)肆意排放焦?fàn)t煤氣的現(xiàn)象，積極引進先進的焦?fàn)t煤氣處理技術(shù)和處理設(shè)備，加強焦?fàn)t煤氣的高效利用，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的節(jié)能減排。這就需要焦化企業(yè)全面了解天然氣、合成氨、氫氣、甲醇等生產(chǎn)工藝，以實現(xiàn)對焦?fàn)t煤氣的深度轉(zhuǎn)化和加工，擴展企業(yè)的生產(chǎn)業(yè)務(wù)，降低企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟成本。焦?fàn)t煤氣的綜合利用促使焦化產(chǎn)業(yè)積極去拓展煤化工產(chǎn)業(yè)鏈，全面提升企業(yè)的綜合競爭力。與此同時，政府出臺了相關(guān)的法律政策，對焦化行業(yè)的準入條件加以規(guī)定，為焦化產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了動力和約束力。

4結(jié)語

總而言之，我國的焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量相當(dāng)巨大，是一筆寶貴的工業(yè)財富。焦化產(chǎn)業(yè)需要積極認識到焦?fàn)t煤氣綜合利用的緊迫性和重要性，積極探索學(xué)習(xí)焦?fàn)t煤氣的利用途徑，并引進新型的焦?fàn)t煤氣深加工設(shè)備，以促進焦?fàn)t煤氣的回收和再利用。一方面，為焦化企業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)，另一方面，也能夠緩解我國能源供給緊張的問題，最大程度上實現(xiàn)清潔能源的開發(fā)與利用，促進生態(tài)環(huán)境健康穩(wěn)定的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]葉圣.焦?fàn)t煤氣的綜合利用及其意義分析[J].礦業(yè)裝備， 2019（06）：74-75.

[2]蔡偉均.焦?fàn)t煤氣綜合利用技術(shù)探討[J].廣東化工，2019， 46（07）：139-140.

[3]李慧敏.焦?fàn)t煤氣制天然氣的重要意義[J].山西化工，2019， 39（01）：103-104.

[4]楊智鋒，張衛(wèi)帥，董躍，李振，安培林.焦?fàn)t煤氣作為加氫工藝氫源的綜合利用[J].中國石油和化工標(biāo)準與質(zhì)量， 2018，38（05）：104-105.

[5]李慧敏.焦?fàn)t煤氣的綜合利用及其意義[J].山西化工，2019， 39（02）：20-22.

作者簡介：

任慶芳（1981- ），漢族，女，山東鄆城人，大專，助理工程師，研究方向：燃氣供應(yīng)。