焦?fàn)t煤氣甲烷化技術(shù)的應(yīng)用前景

近年來，我國焦化行業(yè)的焦?fàn)t煤氣出路，已成為獨(dú)立焦化企業(yè)生存發(fā)展的關(guān)鍵，不但要有“焦”的能力，更應(yīng)把“化”的價(jià)值做大，依靠焦?fàn)t煤氣的資源化開發(fā)應(yīng)用，來尋求新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

2010年，我國焦炭產(chǎn)量達(dá)到了3.88億噸，占世界焦炭產(chǎn)量60%以上，同時(shí)生產(chǎn)出1500億立方米以上的焦?fàn)t煤氣。近年來通過國家《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》的貫徹及焦化企業(yè)的技術(shù)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?fàn)t煤氣可作資源型開發(fā)利用，富余的焦?fàn)t氣燃燒排放或直接排放，既造成巨大的資源浪費(fèi)，又造成嚴(yán)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(jì)表明，2009年焦?fàn)t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?fàn)t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(jì)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(yán)重不足，開辟新的清潔能源，將焦?fàn)t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(jìn)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(jì)效益與社會效益，對促進(jìn)焦化行業(yè)技術(shù)進(jìn)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?fàn)t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?fàn)t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(dāng)于700萬噸汽油，節(jié)能1030萬噸標(biāo)煤。2010年，國內(nèi)天然氣缺口超過了140億立方米。據(jù)預(yù)測，到2015年天然氣需求量將達(dá)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(dá)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(yán)格，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，給低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的天然氣工業(yè)發(fā)展帶來契機(jī)，更給焦化企業(yè)煉焦煤氣甲烷化利用帶來難得機(jī)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(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在。天然氣廣泛應(yīng)用于城市燃?xì)?、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?fàn)t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%。