焦炉煤气综合利用技术探讨
摘要：我国的煤炭资源丰富，是世界上焦炭产量最大的国家，约占世界焦炭生
产总量的百分之六十，在生产焦炭的过程中会产生大量的焦炉煤气，是一种非常
丰富的能源，如何高效利用焦炉煤气是各国研究的重要课题，对于营造低碳环境，创造经济效益具有很大的推动作用，实现资源的循环利用，对于我国经济的可持
续发展具有很大的积极意义。因此，本文对焦炉煤气综合利用技术进行探讨。
关键词：焦炉煤气；综合利用；技术
焦炉煤气是炼焦过程中产出焦炭和焦油产品的同时得到的可燃气体，是炼焦
副产品。每生产1t焦炭，约副产400m3焦炉煤气，除一半用于焦炉自身加热外，还会剩余约200m3。若不合理利用，既造成巨大的资源浪费，又造成严重的环境
污染。随着我国能源结构的调整及排放法规的日益严格，如何合理、高效、无污
染地利用焦炉煤气，已成为目前社会关注的热点之一。
1焦炉煤气综合利用技术分析
1.1传统的利用方式——加热燃料
焦炉煤气的传统利用方式普遍用于燃料，作为不同加热设备的气体燃料，延
用近百年的历史。与固体燃料比较，有使用便捷、管道输送和传热效率高等优点，受到工业和民用的青睐。
利用焦炉煤气生产炭黑新工艺的研究就是以焦炉煤气为燃料，以煤焦油为原料，采用油——气技术路线。工艺特点:采用新型反应炉，利用在线高温空气预热
器和油预热器，强化反应条件，提高产品质量和收率，降低一次消耗。利用焦炉
煤气特性，结合炭黑生产技术特点，研究开发利用焦炉煤气作燃料生产炭黑的新
工艺技术，扩大了炭黑生产的燃料范围;高效焦炉煤气喷嘴的研制，结合焦炉煤气
特点，加长燃烧器长度，在燃烧器的配风结构上采用同向双旋流沟槽，两风道入风，增大燃烧器燃烧喷嘴的配风湍流程度，使燃烧火焰更加稳定;开发研制新型煤
气型反应炉，加大反应面积，结合煤气燃烧均匀的特点，改进燃烧室结构。
1.2利用焦炉煤气发电
利用富余焦炉煤气，选择可靠性高、可连续性生产的直燃式航空发电机组进
行发电，减少能源浪费，减少温室气体甲烷的排放，保护环境。焦炉煤气发电后
的尾气余热进行回收，建立空调中心，夏天向井下和办公楼等地点供冷，冬天向
井口和办公楼等地点供暖。
中国平煤神马集团朝川焦化公司采用的燃气轮机发电，由粗苯来的净化后的
煤气经煤气压缩机加压到0.9MPa送往六台2000kW的QDR2型燃气轮发电机组，燃气轮机尾气余热设置六台6.5t/h的余热锅炉，机组装机容量为15000kW，自耗
电量达9.97%，每小时能外供13489kW，运行情况良好。
1.3焦炉煤气生产甲醇
甲醇是一种很好的液体燃料，也是一种重要的化工原料，随着技术的发展，
甲醇应用的拓宽，其前景市场更加广阔。焦炉煤气中的甲烷含量在24%～28%左右，在6.0MPa压强下即可合成甲醇，反应速度快，流程短，相较于天然气、煤
制作甲醇成本要低，合成甲醇也是目前高效利用焦炉煤气的重要方式之一。焦炉
煤气合成甲醇技术的关键步骤是将焦炉煤气深度净化，然后将焦炉煤气中的甲烷
及少量多碳烃转化为一氧化碳和氢气，以满足甲烷转化催化剂和甲醇合成催化剂
的要求，提高其催化能效和使用寿命。目前，焦炉煤气甲烷转化工艺主要有催化
氧化转化法、非催化转化法、蒸汽转化法三种，催化氧化转化法因其流程短、投
资低而被广泛采用。
1.4焦炉煤气用于制天然气
天然气是一种绿色的清洁型能源，经济实惠又安全可靠，大力发展天然气是
未来能源发展的一个重要趋势。焦炉煤气中含有天然气的成分甲烷，并且焦炉煤
气中的CO、CO2、H2在一定条件下还可以反应转化为甲烷，这些都为焦炉煤气
合成天然气提供了有利的条件。焦炉煤气合成天然气的工艺有两种，一种是甲烷
化工艺，一种是分离工艺，技术先进工艺简单，能够产生极好的社会效益、经济
效益和环境效益。合成天然气可以利用管道直接输送至用户使用，还可以进一步
加工形成压缩天然气和液化天然气，目前压缩天然气已经推广到我国城市的公交、出租车领域，在油量减少油价攀升的局势下，使用压缩天然气有明显的价格优势，也有利于推广焦炉煤气转化成压缩天然气作为新型的汽车燃料，对建设节约型社
会起到积极的助推作用。
1.5焦炉煤气用于制氢
焦炉煤气中H2含量在55%以上，采用简单的分离工艺即可获得H2。武钢硅
钢厂、宝钢冷轧厂等相继建成了焦炉煤气变压吸附制氢装置，采用该装置的制氢
成本仅为电解水制氢成本的1/3～l/4。制得的H2除用于工业生产外，还可作为车用燃料电池的燃料，用于煤焦油加氢和生产过氧化氢(双氧水)。
1.6焦炉煤气用于直接还原铁的生产
传统的炼铁工艺完全依靠碳为还原剂，随着炼焦煤和焦炭资源日益短缺，研
究人员正在开发资源节约、环境友好的氢冶金，因为氢的还原能力是CO的14倍。焦炉煤气中的甲烷经过热分解可得到74%的H2和25%的CO，因此，用焦炉煤气
还原生产海绵铁，能大大降低炼铁过程中炼焦煤和焦炭的消耗量。
2焦炉煤气利用前景展望
2.1清洁化
随着人们环保意识的增强以及可持续发展战略的需要，国家对每年焦炉气排
空量提出了严格的限制，《钢铁产业发展政策》明确规定，新上焦炉必须同步配
套焦炉煤气回收装置，《焦化行业准人条件》对焦炉煤气净化的指标还作了具体
规定。可见，焦炉煤气净化问题越来越受到重视，其清洁化利用符合国家低碳经
济的发展战略，特别是焦炉煤气经脱硫、脱氰后，不但更加清洁环保，而且其可
燃成分更高、杂质更低，其利用价值自然得以提高。目前，国内大中型焦化企业
普遍认为：焦炉煤气的清洁化利用是发展循环经济、提高资源综合利用率的迫切
要求，也是企业生存的需要。
2.2走以甲醇为原料的新的化工发展之路
利用甲醇作为原料来生产低碳烯烃的MTO技术，已成为发展新型煤化工产业、实现国家“以煤代油”战略的必由之路，其乙烯、丙烯产品以及下游的聚乙烯、聚
丙烯、丙烯酸、乙二醇等产品，市场前景广阔，我国正在进行该技术的研发工作。
2.3多联产
相比于传统的焦炉煤气利用工艺，多联产系统可实现焦炉煤气的科学合理使用，大幅度提高资源和能源的利用效率，因此，焦炉煤气的多联产系统已成为我
国能源领域中的热点。南京钢铁联合有限公司氢气一电力多联产项目的实施，不
仅能产出低成本高附加值的产品氢气，而且，焦炉煤气提纯氢气后，其热值上升60%以上，用于火力发电，将大大减少烟气中水蒸汽含量与烟气热损失，缓解锅
炉尾部烟道因蒸汽分压过高而引起的结露问题，提高锅炉热效率。这种多联产体
系体现了焦炉煤气利用技术的发展方向。
