摘要：随着科学技术与经济的不断发展与推进，我国金属行业得到快速发展，我国有色金属行业、钢铁以及化工企业属于环境污染比较严重的行业，有色金属行业、钢铁以及化工企业会产生大量焦炉煤气，不仅水资源消耗大，能耗高，对自然生态环境具有极大的破坏作用。基于此，本文从多个角度对焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术进行分析，希望对相关人员提供借鉴。
关键词：焦炉煤气；转炉煤气；综合利用；新技术
1、焦炉煤气和转炉煤气的组成和特点
1.1焦炉煤气
当前我国钢铁资源种类十分丰富，但是由于技术水平与地区差异等多方面原因导致我国钢铁物质中的有机元素还没有得到充分利用，在一定程度上不仅消耗的大量的人力与物力，造成资源浪费，而且对自然生态环境造成不利影响。煤隔绝空气进行加热，分别得到固体产品、液体产业和气体产品，其中固体产品就是我们所说的焦炭，液体产品是焦油，气体产品是荒煤气，其中焦炉煤气主要是由钢铁与有色金属行业生产过程中排放出来的，我国焦炉煤气和转炉煤气的综合利用情况还存在一定的问题。
1.2转炉煤气
目前，我国焦炭年生产量达到3亿吨，转炉煤气是转炉吹氧冶炼过程中发生化学反应所产生的气体，在吹冶过程中必须向炉中添加一定的辅助原料，如果炉内温度很高时，就会产生一氧化碳，在碳与氧气的直接作用下会产生二氧化碳，二氧化碳占据总量约10%，同时会产生大量的炉渣，也就是说炉渣主要来自于火法炼炉过程，其他炉渣是炼锌、炼铅过程中的副产物。我国每年锌渣产量为59万吨左右，而炉渣产量为150万吨，这其中含有丰富的贵金属，也就是说炉渣的利用潜力非常大。在冶炼中期，炉气发生量很少，不具有回收价值。到冶炼末期，炉内温度可以达到1400到1600摄氏度，这时会产生大量的炉气，且主要成分就是一氧化碳，在这个过程中对炉气进行净化或者回收利用，最终形成转炉煤气。转炉煤气的主要成分是一氧化碳、二氧化碳，还有硫、磷、氟等有毒有害成分，要想成功利用转炉煤气，还必须清除其中的有毒有害成分。
2、焦炉煤气和转炉煤气的综合利用
2.1焦炉煤、转炉煤气用于生产甲醇
甲醇是一种重要的有机化工原料，可用来生产甲醛、醋酸等一系列化工产品，而且还是新一代重要的能源和基本化工原料，可以加入汽油掺烧或代替汽油作动力燃料以及生产甲醇蛋白，现已成为仅次于烯烃和芳烃的基础有机产品。世界建筑业的发展，将使甲醛领域对甲醇的需求更加强劲。因此，尽管某一时期由于种种原因造成甲醇市场供求关系变化而出现价格波动，但从长远观点看，甲醇产品具有广阔的市场发展前景。焦炉煤气制甲醇项目是一项环保工程，解决了焦炉气的问题，而且变废为宝。
甲醇现在已经成为了仅次于烯氢和芳氢的基础有机产品，从长远角度来说，甲醇产品具有广阔的发展前景。而选择性富集是通过对焦炉煤气进行改性处理，同时也是的安全生产的一项重要内容，直接或者间接影响着企业的生产效益与安全，对相关人员的综合素质与技术要求极为严格。选择性富集、选择性长大、选择性分离作为一种新的分离、分析技术，被广泛应用到各个领域当中，尤其对化工企业来说是产生重大影响。纯氧转化是利用氧气直接与焦炉煤气中的氢气进行燃烧，提供甲烷所需要的热量，在整个燃烧过程中会产生高炉渣，就含钛高炉渣来说，永钢高炉渣属于人造矿，渣中含有钛矿物质，这种矿属于很难处理的一种类型，单一的选矿工艺与技术无法将渣从钛中分离出来。而选择性富集可以将分散到各个矿物质中的钛尽可能地富集到特定区域，实现由分散到集中的转化。
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2.1.1焦炉煤气纯氧转化生产甲醇
纯氧转化是利用氧气直接与焦炉煤气中的氢气燃烧（内供热），提供甲烷与蒸气转化所需要的热量，因为纯氧直接燃烧了焦炉煤气中的部分氢气，纯氧转化后的合成气中氢碳比更接近最佳值。因此，焦炉煤气制甲醇常常采用纯氧转化工艺，由于焦炉煤气的组成复杂，若采用外热式水蒸气转化，对焦炉煤气的净化要求很高，要求脱除苯等高烃组分；采用纯氧转化工艺，焦炉煤气的净化要求低得多，只需脱除硫化物及氯化物≤0.1ppm。
2.1.2焦炉煤气纯氧转化补充部分转炉气生产甲醇
由于焦炉煤气纯氧转化后合成气的氢碳比为2.6左右，没有达到最佳值。钢铁联合企业富产转炉气，转炉气中CO+CO2接近80%，焦炉煤气纯氧转化后的合成气中补充部分转炉气可改善氢碳比，提高转化效果及甲醇产量。转炉气还含有多种有毒有害杂质如硫、磷、砷、氟等，净化难度大，用于甲醇生产补碳的转炉气要求其有毒有害杂质硫、磷、氟均≤0.1ppm，砷≤5ppb。
2.2焦炉煤气制天然气
焦炉煤气中含有约25%的CH4，还含有约10%的CO和CO2，将焦炉煤气先进行必要的净化处理，再经过甲烷化反应，将其中的CO、CO2与H2反应生成CH4，可提高焦炉煤气中CH4含量近三分之一。将甲烷化后的气体采用PSA、膜分离或低温精馏提纯，可得到合成天然气（SNG），也可生产压缩天然气（CNG）或液化天然气（LNG）。
2.3焦炉煤气、转炉煤气制油
焦炉煤气、转炉煤气的综合利用技术是一项巨大的工程，由于冶炼生产环境具有一定的复杂性与特殊性，对于选择性富集在化工分析中的应用必须根据相关规定与操作要求进行，保证分离与分析的准确性与可靠性。焦炉煤气、转炉煤气制油是以合成气（一氧化碳和水）为原料在催干剂的作用下，合成以石蜡氢为主的液体燃料的工艺过程，合成气中的一氧化碳和水的密度要求在2到2.5之间，在氧化过程中会释放大量的热能，并且通过吹氧改变熔渣的矿物质成分，不仅可以提高钙钛物质的分离，还可以移植其他攀钛的析出，使钙钛物质粒度长大到可以选择的程度。此外，根据焦炉煤气与转炉煤气的特点，可以将焦炉煤气中的氧气进行转换，在经过两段净化提取获得一氧化碳和水，最终再从转炉煤气中提取一氧化碳进行补充，得到费托合成油。对于选择性分离能够解决永钢高炉渣钛组分分散、细小的技术难点，还可以利用高炉渣的还原性特点，简单方便、方法灵活，其变差度也较大，资金投入少，有利于控制好调控化工生产的各个环节与各个阶段，具有一定的经济效益。
结束语
焦炉煤气富含H2和CH4，转炉煤气富含CO和CO2，且两种气体均含有毒有害的微量成份。直接排放这两种气体排放将产生温室效应，并造成严重的环境污染；而火炬排放又将造成极大的能源资源浪费。这两种气体经净化处理或转化、提纯后可用于生产甲醇、天然气或合成油等高附加值产品，变废为宝，符合国家节能减排和产业结构调整的政策要求。四川天一科技股份有限公司经过多年的技术攻关，拥有焦炉煤气、转炉煤气综合利用的多项专利技术。随着气体净化技术及碳一化工技术的不断发展，焦炉煤气和转炉煤气的用途将越来越广，对我国焦化、钢铁行业调整产业结构、提升附加值及提高经济效益等具有重要意义。
参考文献：
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论文作者:赵小龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：煤气论文; 焦炉论文; 转炉论文; 甲醇论文; 炉渣论文; 氧化碳论文; 合成气论文; 《基层建设》2019年第19期论文;