焦炉煤气组成.pdf

一、焦炉煤气组成（体积）为：氢55-60%,甲烷23-27%,氧化碳5-8%,C2以上不饱和烃2-4%,二氧化碳1.5-3%,氮3-7%,氧0.3-0.8%。二、中国钢企百科提供：焦炉煤气的组成成分见表1。表1焦炉煤气的组成成分二氧组 分体积/%化碳一氧化碳氢气氮气甲烷氧气乙烯CO13H25060CO4858CH2030Q0.10.6C2H42.02.5由上表煤气组成成分可以看出，煤气的成分是由最简单的碳氢化 合物、游离氢、氧、氮以及一氧化碳等成分所组成。这说明煤气是复 杂的煤质分解的最终产品。三、常见燃气成分:常见燃气成分表种类成分高炉煤气甲烷炭氢化合物一氧化碳氢气氮气二氧化碳焦炉煤气发生炉煤气转炉煤气天然气23-272-4（C2以上不饱和烃）360.510027301.51.8555781238509501.2957005-855-60381.5-32631910551.53.0608015-20氧气i,燃点C）主要性质发热量(kcal/Nm)重度（kg/Nm3）0.3-0.8390044000.450.55600650140017001.081.25700180022006507008500900000.70.8550无色、无味、无色、有臭味、有色、有臭味、无色、无味、无色、有蒜臭味、有毒、有剧毒、有窒息性、麻醉性、有剧毒、有剧毒、易燃易爆易燃易爆易燃易爆易燃易爆极易燃易爆焦炉煤气发电 利用焦炉煤气发电，是焦炉煤气开发利用、变废为宝最经济、最简便的利用方式。（一）资源焦炉煤气是制取焦炭时产生的副产品，简称焦炉气，是煤焦化过 程得到的可燃气体。其产率和组成因炼焦煤质和焦化过程条件不同而 有所差别，一般每吨干煤可产焦炉煤气300350（标准状态）。煤 气组成（体积）为：氢55-60%，甲烷23-27%，一氧化碳5-8%，C2以上不饱和烃2-4%,二氧化碳1.5-3%,氮3-7%，氧0.3-0.8%。+热值Nrh每约为1719MJ（40004500大卡）。焦炉煤气为有毒和易爆性气体，空气中的爆炸极限为6-30（体 积）。我国是焦炭生产大国，大小加起来，目前有焦化企业2000余家。一些较大钢铁企业的焦化厂，其产生的焦化煤气可以作为优质燃料用 于炼钢，有些焦化厂则供煤气于城市民用。但是相当一批焦化企业的 炼焦煤气无法综合利用，只能点上火炬任其燃烧。据中国炼焦协会初 步统计，2002年，我国炼焦1.4亿t，共产生500多亿m3的炼焦煤 气。2003年全国生产焦炭1.8亿t，约占世界焦炭总产量的45，产生的焦炉煤气达到760亿m。据不完全统计，年直接空排或空烧的炼焦煤气达到200亿m以上，相当于西气东送工程的年输气量。目前，焦炭生产还将继续保持着快速增长的态势，炼焦煤气还将继续增长。随着西气东送工程的实施，由于焦炉煤气与天然气的不可比性，国内目前管道煤气30-40将被管道天然气取代，一些焦化企业的煤 气将逐渐退出民用领域，这又意味着更多的煤气无地可去。焦炉煤气 的主要成分是氢气和甲烷以及一氧化碳，它们排往空中，无疑将使生 态环境遭到破坏。为这些废气寻找出路已成为中小焦化企业生存的必 由之路。焦炉煤气变废为宝，最经济、最简便的利用方式就是发电。直接利用焦炉煤气作为燃料生产高品位的电能，是焦炉煤气利用 的主导方向，将空排的焦炉煤气用于发电（1m3焦炉煤气可发电1.5kWH）,每年可发电约300-500亿kw-h，利用前景非常广阔。（二）现状 焦炉煤气发电,国内最早是利用燃气蒸汽轮机发电,此类发电,不仅建设周期长,运行成本高,发电效率低,而且不能保证安全可靠 运行。其后的燃气轮机发电也不能克服类似困难,而且由于焦炉煤气 可燃成分中含氢过高,燃烧不稳定,致使发电效率虽略有提高,但并 未有本质改善。近年来,国内有些厂家已经解决一些技术难题,研制 出适合我国国情、质优价廉的燃气内燃机,发电效率3040,但杂质影响、腐蚀问题和设备的可用性、可靠性都有待于进一步完善 和提高。很长时间以来,利用焦炉煤气发电未能被国内焦化企业看好。除 收集难、设备昂贵、不能直接利用以及企业不重视等原因外,更主要 原因还在于我国还不能很好解决燃机技术难题。焦炉煤气高含氢、高含尘、杂质多、热值低、成分易变,燃烧不 稳,流量波动和芳香烃、焦油等杂质对燃机的影响,碳、氢、水、氨、硫的腐蚀性及焦化生产的周期性、不确定性,都是开发利用焦炉煤气 必须面对和解决的技术难题。国外炼焦工业一直处于不断萎缩,产生 的焦炉煤气多用于化工产品的制造,发电项目不多,经验也不多。要 想发展焦炉煤气发电,只能依靠国内自己的力量。（三）应用 利用汽液流体动力发电机组回收焦炉煤气资源发电,是一种新型先进有效的技术手段。也是焦炉煤气发电和热动发电技术的一种创 新。流程:焦炉煤气一-蒸汽锅炉一-蒸汽一-动力机一-发电机一-电；1、利用水为热源介质，以焦炉煤气为燃料，通过压力1.0-1.6MPa的燃气蒸汽锅炉，燃烧加热水产生干度约80%的湿饱和蒸汽，蒸汽进 入动力机内降温降压膨胀做功驱动发电，做功后的汽液流体直接压缩 成压力1.2-1.8MPa的汽液混合物还回蒸汽锅炉再热循环。系统热力 介质密闭循环，无冷却能耗和汽化潜热损失；水量耗损少。装置：由焦炉煤气蒸汽锅炉，汽液流体动力发电机组、蒸汽压缩机、热 力管网、配电及运控设备组成。2、或利用焦炉煤气蒸汽锅炉加热水产生温度V300C,压力v2.0MPa的饱和蒸汽、过热蒸汽，蒸汽进入动力机内降温降压膨胀做 功驱动发电，做功后的蒸汽冷却成冷凝水送回锅炉再生循环。系统吨 蒸汽发电量较多，但需冷却能耗和汽化潜热损失，冷却蒸发耗水。装置：由焦炉煤气蒸汽锅炉，汽液流体动力发电机组、冷却冷凝设备、热力管网、配电及运控设备组成。焦炉煤气蒸汽锅炉是由专业锅炉厂家生产，有2、4、6、10.t/h等多种规格可选，可多炉组合应用，不同的锅炉或有不同的排烟温度，其余热可进一步回收。汽液流体动力发电机组在焦炉煤气的应用特点：1、发电系统运行稳定、噪声低、振动低、操作方便、启停简便、安全可靠、除锅炉外可无人值守。2、由于采用焦炉煤气锅炉直接燃烧产生蒸汽，对原料气成分含 杂要求不高，易完全燃烧和提高热效。3、动力电力装置结构简单、无大修、耐用、高效，可大范围变 工况运行，能承受较大的冲击电负荷。4、做功后的蒸汽和冷凝水可直接压缩送回蒸汽锅炉再热循环，减少冷却能耗和潜热损失。5、全部设备和零部件均在国内专业厂定作加工、配套，质量可 靠、价格便宜。单机功率：100-1500KW,可选锅炉2、4、6、10t/h，可多机 多炉并联组合使用。与其他发电方法比较：实用、可靠、有效，单位功率投资低于蒸 汽轮机组，功率回收比朗肯循环高。当电价0.3-0.5元/Kw.h时，投资回收期2-4年。服务与保证：1、汽液流体动力发电机组确保无大修工作时间在五年以上（不 含锅炉）；2、发电系统设备使用寿命二十年以上；3、年发电运行时数7200小时；4、装置采用交钥匙工程；5、设备订货周期：3-6个月（1000kw系统9个月）;6、建设周期：4-10个月（主要是锅炉、基础、土建的设计施工 安装）。