近年來，我國鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展，鋼鐵冶金技術不斷進步，使得鋼鐵廠富產煤氣資源量越來越多。焦爐煤氣、高爐煤氣和轉爐煤氣是鋼鐵企業(yè)生產過程中的副產品，煤氣資源占到企業(yè)總能耗的比例達到40%左右，是影響生產成本和利潤的重要因素。因此，實現煤氣的充分回收、合理利用，對于鋼鐵廠降低成本、發(fā)揮其能源轉化作用具有重要的意義。焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣特性分析
一、煤氣利用途徑煤氣資源受煤種配比、原料結構等影響，焦爐、轉爐、高爐煤氣熱值在可控范圍內波動，按照煤氣結構調整和煤氣熱值調整的要求，根據煤氣種類和工藝劃分，煤氣資源合理利用可參照以下原則：1、高爐煤氣首先應考慮供給焦爐、高爐熱風爐、鍋爐以及軋鋼等用戶，其中焦化工序盡量以高爐煤氣替代焦爐煤氣，實現以高爐煤氣為主，焦爐煤氣為輔；置換出的焦爐煤氣可以用于發(fā)電效率達45%的燃氣——蒸汽聯合循環(huán)發(fā)電上。2、焦爐煤氣產量相對穩(wěn)定，各種參數波動小，熱值高，毒性較小，主要考慮用在熱值要求高的設備上，如燒結點火爐等，還可與高爐煤氣、轉爐煤氣混合供軋鋼等用戶，高熱值的煤氣可有效減少加熱時間，降低鑄坯燒損。3、轉爐煤氣應優(yōu)先煉鋼工序自用，比如鋼包烘烤、合金烘烤、混鐵爐保溫、在線烘烤、連鑄中間包烘烤等，然后供給低壓鍋爐或直接供給軋鋼加熱爐，最后再供給對燃料要求不嚴的用戶或當使用轉爐煤氣時對車間生產影響小的用戶，例如石灰車間、初軋車間等。同時要考慮轉爐煤氣用量的最大化，以提高轉爐煤氣回收量，置換出更多的高爐煤氣、焦爐煤氣。大部分鋼鐵企業(yè)煤氣都作為燃料使用，其中焦爐煤氣因其發(fā)生穩(wěn)定、熱值較高，燃燒后煙氣能夠達到較高的溫度，作為各用戶優(yōu)先使用的介質，經常出現焦爐煤氣量不足的情況。剩余煤氣采用常規(guī)的發(fā)電機組利用，其能源轉化率只有32%左右，采用發(fā)電效率較高的超高壓發(fā)電機組、蒸汽聯合循環(huán)發(fā)電后發(fā)電效率可以適當提高37%~42%。二、煤氣在非冶金行業(yè)的利用
國內煤氣用于燃燒外的另外一個利用途徑就是作為化工原料，實際生產過程中，這種途徑又可以具體劃分為多種不同的利用方式。
1、制取氫氣
焦爐煤氣組分本身含有氫氣50%以上，是制取氫氣的理想原料。焦爐煤氣制取氫氣的方法主要有深冷法和變壓吸附法（PSA），兩種技術均成熟可靠，特別是表壓吸附法（PSA），通過簡單的吸附分離就可以獲得氫氣，純度可達99.99%以上。
焦爐煤氣制取氫氣工藝流程圖國內各大鋼廠相繼建成了焦爐煤氣變壓吸附制氫裝置，氫氣主要用于冷軋罩式爐或連續(xù)退火爐，獨立焦化企業(yè)制取的氫氣多用于粗苯加氫精制工藝、煤焦油加氫工藝，以廠內自用為主，用量有限。因此，氫燃料電池也是氫氣利用的一個重要方向。2、制取天然氣從焦爐煤氣的組成看，氫多碳少，從能量利用率看，利用焦爐煤氣甲烷化制取天然氣，能量利用率可達80%。特別是焦爐煤氣分離出H2后，剩余氣體中CH4含量提高，熱值也提高，使用價值更高。焦爐煤氣制液化天然氣(LNG)的示意流程圖3、合成氨我國以非無煙塊煤為原料合成氨能耗平均水平約1554kg標煤/噸氨，傳統(tǒng)焦爐煤氣制合成氨能耗約1250kg標煤/噸氨，近年來焦爐煤氣制合成氨節(jié)能工藝技術的發(fā)展，能耗可降至1142kg標煤/噸氨。焦爐煤氣制合成氨具有資源利用合理、項目投資少、運行費用低、單位產品成本低等特點，是其他煤制合成氨路線難以比擬的。制取的合成氨可用來制造化學肥料，也作為生產其他化工產品的原料，除液氨本身可作為化學肥料外，農業(yè)上使用的氮肥、含氮混合肥和復合肥，都是氨為原料。此外，新工藝還可回收合成馳放氣中的氫氣，成為制取氫氣的最優(yōu)方法之一。焦爐煤氣制取合成氨工藝流程圖4、制取一氧化碳放散高爐煤氣可用于化工產品生產，使其再資源化，利用吸附劑提純高爐煤氣，回收利用其CO和CO2等有效成分、減少碳排放，必須考慮各種元素的組成和狀態(tài)，使C、O等元素最優(yōu)配置，達到最大減排。高爐煤氣中的CO含量低，N2含量高，二者的沸點相近，研究表明，采用變壓吸附法PSA，提純高爐煤氣中的CO時需要研制專門的吸附劑。5、制取二氧化碳焦爐煤氣和轉爐煤氣含有高達60%的合成氣成分，只需采用成熟的PSA變壓吸附工藝，就可將H2和CO分離并提純出來。轉爐煤氣在變壓吸附分離CO時還可以得到CO2氣體產品，CO2用途非常廣泛，可用于食品加工業(yè)、糧食果蔬儲存、氣肥、超臨界萃取劑等。6、制取甲醇和乙醇轉爐煤氣中CO+CO2含量接近80%，在焦爐煤氣純氧轉化制甲醇工藝中補充部分轉爐煤氣可以改善合成氣氫碳比，提高轉化效果和甲醇產量。焦爐煤氣配加轉爐煤氣生產甲醇工藝
轉爐煤氣制乙醇技術是將轉爐煤氣處灰塵和氧氣后，可以直接在發(fā)酵罐中利用微生物發(fā)酵生產乙醇，不受轉爐煤氣中CO濃度變化及N2、CO2成分影響。結語焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣不僅可用作工業(yè)燃料氣，還可用作制取清潔燃料，化工合成等的。煤氣的充分回收、合理利用，有利于鋼鐵廠降低單位產品能耗和污染排放，還可以擴展資源化利用途徑，與非鋼鐵冶金行業(yè)形成工業(yè)生態(tài)鏈，提高煤氣的附加值，使煤氣利用向多聯產方向發(fā)展。
