焦爐煤氣甲烷化技術的應用前景

近年來，我國焦化行業(yè)的焦爐煤氣出路，已成為獨立焦化企業(yè)生存發(fā)展的關鍵，不但要有“焦”的能力，更應把“化”的價值做大，依靠焦爐煤氣的資源化開發(fā)應用，來尋求新的經(jīng)濟增長點。

2010年，我國焦炭產(chǎn)量達到了3.88億噸，占世界焦炭產(chǎn)量60%以上，同時生產(chǎn)出1500億立方米以上的焦爐煤氣。近年來通過國家《焦化行業(yè)準入條件》的貫徹及焦化企業(yè)的技術改造，雖然煉焦煤氣放散率每年均以5%～8%的速率遞減，但現(xiàn)在每年仍有近300億立方米焦爐煤氣可作資源型開發(fā)利用，富余的焦爐氣燃燒排放或直接排放，既造成巨大的資源浪費，又造成嚴重的環(huán)境污染。以山西省為例，全省120余戶常規(guī)焦化企業(yè)，產(chǎn)能占全省75.3%。統(tǒng)計表明，2009年焦爐煤氣的放散排空率，由2004年的64%減少到20%，據(jù)初步測算尚有208億立方米焦爐煤氣亟待利用。山西省最近又提出60億立方米天然氣的改造計劃。

從目前我國能源結(jié)構(gòu)看，甲醇產(chǎn)能過剩，而天然氣供需嚴重不足，開辟新的清潔能源，將焦爐氣甲烷化制合成天然氣(SNG)，是重要的發(fā)展方向，投資省，能量利用率更高，節(jié)能效果明顯，進而再生產(chǎn)壓縮天然氣(CNG)或液化天然氣(LNG)，會產(chǎn)生更明顯的經(jīng)濟效益與社會效益，對促進焦化行業(yè)技術進步與產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

我國焦化企業(yè)副產(chǎn)大量的焦爐氣，除焦化企業(yè)自用及民用作城市煤氣、生產(chǎn)合成氨或甲醇外，每年約富余200億立方米的焦爐煤氣，若全部回收甲烷化利用，可得到85億立方米天然氣，相當于700萬噸汽油，節(jié)能1030萬噸標煤。2010年，國內(nèi)天然氣缺口超過了140億立方米。據(jù)預測，到2015年天然氣需求量將達到2000億立方米，市場缺口約400億立方米；到2020年天然氣需求量可望超過3000億立方米，市場缺口將達到900億立方米。隨著國家對溫室氣體排放的約束和控制的越加嚴格，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進程的快速推進，給低碳經(jīng)濟發(fā)展的天然氣工業(yè)發(fā)展帶來契機，更給焦化企業(yè)煉焦煤氣甲烷化利用帶來難得機遇。

天然氣是一種多組分的混合氣體，其主要成分是甲烷，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。在標準狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在。天然氣廣泛應用于城市燃氣、車用及特種燃料，是一種清潔型能源，燃燒后產(chǎn)生的污染僅為液化石油氣的1/4，煤的1/800。焦爐煤氣又稱煉焦煤氣，其主要成分為含量55%左右的氫氣、含量約25%左右的甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的含量約10%。