焦爐煤氣，又稱焦爐氣，英文名為Coke Oven Gas(COG)，由於可燃成分多，屬於高熱值煤氣，粗煤氣或荒煤氣。是指用幾種煙煤配製成煉焦用煤，在煉焦爐中經過高溫乾餾後，在產出焦炭和焦油產品的同時所產生的一種可燃性氣體，是煉焦工業的副產品。焦爐氣是混合物，其產率和組成因煉焦用煤質量和焦化過程條件不同而有所差別，一般每噸乾煤可生產焦爐氣300~350m3（標準狀態）。其主要成分為氫氣（55%~60%）和甲烷（23%~27%），另外還含有少量的一氧化碳（5%~8%）、C2以上不飽和烴（2%~4%）、二氧化碳（1.5%~3%)、氧氣(0.3%~0.8%))、氮氣(3%~7%)。其中氫氣、甲烷、一氧化碳、C2以上不飽和烴為可燃組分，二氧化碳、氮氣、氧氣為不可燃組分。
基本介紹
- 中文名：焦爐煤氣
- 外文名：COG(Coke Oven Gas)
- 熱值：標準立方米17~19MJ
- 屬於：中熱值氣
- 適合用：做高溫工業爐的燃料和城市煤氣
- 爆炸極限：6%~30%
- 構成：氫氣和甲烷
簡介,主要成分,特點,利用現狀與發展方向,利用現狀,發展方向,焦爐煤氣管道常見故障及修復,煤氣管道滲漏修復,煤氣管道膨脹節泄漏修復,煤氣管道軟連線滲漏治理,
簡介
焦爐氣為有毒和易爆性氣體，空氣中的爆炸極限為6%~30%。
主要成分
焦爐煤氣主要由氫氣和甲烷構成，分別占56%和27%，並有少量一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氧氣和其他烴類；其低發熱值為18250kJ/Nm3，密度為0.4~0.5kg/Nm3，運動粘度為25×10`(-6)m2/s。根據焦爐本體和鼓冷系統流程圖,從焦爐出來的荒煤氣進入之前,已被大量冷凝成液體,同時,煤氣中夾帶的煤塵, 焦粉也被捕集下來，煤氣中的水溶性的成分也溶入氨水中。焦油、氨水以及粉塵和焦油渣一起流入機械化焦油氨水分離池。分離後氨水循環使用，焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中煉焦煤氣進入初冷器被直接冷卻或間接冷卻至常溫，此時，殘留在煤氣中的水分和焦油被進一步除去。出初冷器後的煤氣經機械捕焦油使懸浮在煤氣中的焦油霧通過機械的方法除去，然後進入鼓風機被升壓至19600帕(2000毫米水柱)左右。為了不影響以後的煤氣精製的操作，例如硫銨帶色、脫硫液老化等，使煤氣通過電捕焦油器除去殘餘的焦油霧。為了防止萘在溫度低時從煤氣中結晶析出，煤氣進入脫硫塔前設洗萘塔用於洗油吸收萘。在脫硫塔內用脫硫劑吸收煤氣中的硫化氫,與此同時，煤氣中的氰化氫也被吸收了。煤氣中的氨則在吸氨塔內被水或水溶液吸收產生液氨或硫銨。煤氣經過吸氨塔時，由於硫酸吸收氨的反應是放熱反應，煤氣的溫度升高，為不影響粗苯回收的操作，煤氣經終冷塔降溫後進入洗苯塔內，用洗油吸收煤氣中的苯、甲苯、二甲苯以及環戊二烯等低沸點的炭化氫化合物和苯乙烯、萘古馬隆等高沸點的物質，與此同時，有機硫化物也被除去了。
特點
焦爐煤氣的特點：
1、焦爐煤氣發熱值高16720—18810kJ/m3，可燃成分較高（約90%左右）；
2、焦爐煤氣是無色有臭味的氣體；
3、焦爐煤氣因含有CO和少量的H2S而有毒；
4、焦爐煤氣含氫多，燃燒速度快，火焰較短；
5、焦爐煤氣如果淨化不好，將含有較多的焦油和萘，就會堵塞管道和管件，給調火工作帶來困難；
6、著火溫度為600~650 ℃。
7、焦爐煤氣含有H2（55~60%），CH4（23~27%），CO（5~8%），CO2（1.5~3.0%），N2（3~7%），O2（<0.5%），c2h4(2~4%);密度為0.45~0.50 Kg/Nm3。
利用現狀與發展方向
利用現狀
我國是世界焦炭產量最大的國家，2010 年焦炭產量為 3.8 億 t，約占世界焦炭總產量的 60%，產生的焦爐煤氣量巨大，如何高效、合理地利用是關係環保、資源綜合利用、節能減排的重大課題。以 2010 年中國焦炭產量為例進行估算，2010 年中國焦化產業生產伴生的焦爐煤氣，除了其中的 40%～45%用於保證焦化爐爐溫外，共富餘焦爐煤氣 850 億 m3，超過西氣東輸工程的熱值總量，剩餘焦爐煤氣的高效利用是困擾焦化企業多年的問題。
機焦企業向外輸送的焦爐煤氣經過進一步淨化處理之後有多種利用方式。按照用途分類，可以分為以下四種：工業與民用燃料、化工原料、還原劑直接還原煉鐵、制氫。
具體有：
1、焦爐煤氣用於合成甲醇；
2、焦爐煤氣用於合成天然氣；
焦爐煤氣制甲醇工藝流程示意圖
焦爐煤氣制甲醇工藝流程示意圖3、焦爐煤氣用於制氫；
4、焦爐煤氣用於發電；
5、焦爐煤氣用於生產化肥；
6、焦爐煤氣用於生產直接還原鐵。
發展方向
1、清潔化：焦爐煤氣淨化問題越來越受到重視，其清潔化利用符合國家低碳經濟的發展戰略，特別是焦爐煤氣經脫硫、脫氰後，不但更加清潔環保，而且其可燃成分更高、雜質更低，其利用價值自然得以提高；
2、產品高附加值：利用焦爐煤氣生產高附加值的化工產品是確保焦化企業經濟效益持續增長的有效方式，是企業可持續發展的必然選擇；
3、多聯產：相比於傳統的焦爐煤氣利用工藝，多聯產系統可實現焦爐煤氣的科學合理使用，大幅度提高資源和能源的利用效率，因此，焦爐煤氣的多聯產系統已成為我國能源領域中的熱點。
鋼鐵企業焦爐煤氣利用的多聯產系統示意圖
鋼鐵企業焦爐煤氣利用的多聯產系統示意圖焦爐煤氣管道常見故障及修復
煤氣管道滲漏修復
煤氣管路由於輸送距離一般都較長，在管道建設過程中，中間部位會使用托架支撐，起到管道架空的目的。煤氣管道暴露在戶外，除了大氣的腐蝕存還有自然環境對其造成的結構應力存在，長時間工作後難免會出現局部滲漏的情況。企業在正常生產過程中，往往不能隨時停機，但煤氣滲漏又存在重大安全隱患，在不停機的情況下現場快速有效解決此類問題成為企業必須要掌握的一門技術。高分子複合材料具有超強的粘著力，優異的抗壓強度等綜合性能，使用25551、2211F等高分子複合材料，可免停機、少停機，甚至帶壓快速有效解決煤氣管道滲漏，既保證了企業的高速運轉效率又避免了由煤氣泄漏帶來的安全事故隱患，很好的為企業解決各類管道的滲漏及泄漏問題。
煤氣管道膨脹節泄漏修復
膨脹節是補償因溫度差與機械振動引起的附加應力而設定在容器殼體或管道上的一種撓性結構。由於它作為一種能自由伸縮的彈性補償元件，工作可靠、性能良好、結構緊湊等優點，已廣泛套用在化工、冶金、核能等部門。該部件出現滲漏，傳統方法就是更換，成本較高，給企業造成非常大的資源浪費。採用25551、福世藍2211F高分子複合材料現場治理滲漏，不用拆卸，省時省力，效果立竿見影，其產品具備優越的粘著力、耐油性及抗老化性，很好地為企業解決了多年無法解決的問題。
煤氣管道軟連線滲漏治理
軟連線可降低振動及噪聲，並可對因溫度變化引起的熱脹冷縮起補償作用，廣泛套用於各種管道系統。因為是橡膠材質，由於化學介質腐蝕和老化等因素存在，軟連線的破損滲漏是在所難免的。90T高固化橡膠複合修復材料具有超強的粘著力，優異的抗壓強度等綜合性能，可免拆卸、免硫化處理，快速有效修復各類橡膠材質軟連線設備。吸收設備的衝擊震動，材料具有300%的高延展率，避免了再次出現滲漏的可能。
