焦炉 煤气的 合理利用和价格的探讨

焦炉 煤气的 合理利用和价格的探讨 近年来，随着钢铁行业的飞速发展，我国焦化工业的产能也大幅增加，按重量计算的焦化产品中，焦炉煤气占15%~18%，为全部产品的第二位。2009年我国各级别的焦炭产量共达3.45亿吨，这也意味着焦炉煤气的产量大幅增加。因此，应加强焦炉煤气的合理利用。要加强焦炉煤气的利用，其重要因素之一是焦炉煤气的价格是否合理，合理的焦炉煤气价格，可使焦炉煤气与其他同类型气源相比具有竞争力。 1焦炉煤气利用的政策与相关法律法规 1.1相关政策和法律法规 2005年7月国家公布的《钢铁产业发展政策》中，对钢铁行业中焦化厂所产的焦炉煤气提出了增设脱硫装置和净化装置的要求。国家环保总局依据《中华人民共和国清洁生产促进法》，颁布了有关炼焦行业的清洁生产标准，在这一推荐性标准中，对焦炉煤气的利用率进行了划分:?80%为三级，?95%为二级，100%为一级。对于用作城市用气的焦炉煤气中有害气体的含量规定如下:H2S?20mg/m3 、NH3 ?50mg/m3 、萘?50mg/m3 (冬)、萘?100mg/m3 (夏)。对于其他用途的焦炉煤气，则规定如下:H2S?500mg/m3 为二级，H2S?200mg/m3 为一级。回炉加热的焦炉煤气必须是净化后的煤气。环境保护部和国家质量监督检验检疫总局在2010年联合颁布的国家标准中，炼焦工业污染物的排放标准(征求意见稿)中，对炼焦企业的气体污染物排放进行了重新规定，对焦炉煤气的净化提出了更高的要求。 焦炭生产大省山西省2005年9月1日正式施行了我国第一部焦化行业地 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 规《山西省焦化产业管理条例》。通过法律规定，对焦化产业进行了规范和约束，提出了建设新型能源和工业基地的目标。2008年10月山西省环保局下 发了关于提高全省焦炉煤气利用效率四项措施的通知，对焦炉煤气的合理有效利用提出了以下具体要求: (1)焦炉、粗苯管式炉及作燃料的外供煤气必须为净化后的焦炉煤气; (2)未落实剩余煤气合理利用途径的焦炉不得投产，已投产的焦炉要采取保温运行，禁止焦炉煤气直接排空; (3)焦化基地、焦化龙头企业和焦化集中区加强对区域焦炉煤气的综合利用，回收化产品，延伸煤化工产业链，最大限度地降低由于焦炉煤气放散造成的资源能源浪费和环境污染; (4)鼓励引进省外、国外资金利用剩余焦炉煤气生产下游化工产品。 1.2准入条件 2004年12月26日，国家发改委发布《焦化行业准入条件》(2004年第76号 公告 职业卫生公告栏下载公告怎么写公司公告范文安全风险承诺公告制度公告栏模版 )。对焦炉的炉型和生产规模、副产品回收装置及环保设施做出了明确的规定。2009年1月，工业和信息化部又发布了新修订的《焦化行业准入条件》，提出常规机焦焦炉企业的生产能力每年要在100万吨以上，按1吨焦炭430m3的焦炉煤气产量，年产煤气要在4.3亿m3以上才可以兴建。焦化生产企业应同步配套建设煤气净化、(含脱硫、脱氰、脱氨 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 )与煤气利用设施;新建焦炉煤气制甲醇的单套装置应达到10万t/a及以上;城市民用煤气达到GB13612-92标准，工业或其他用途的煤气含H2S?250mg/m3，焦炉煤气利用率要求?98%;同时鼓励焦化生产企业采用焦炉煤气制甲醇、焦炉煤气制合成氨等先进适用技术。 2焦炉煤气的基本用途及价格 2.1民用燃料 20世纪80年代初，我国大中城市开始普及城市居民用气时，因天然气和液化石油气极度缺乏，建设了一批用焦炉制气的煤气厂。近年来，随着天然气和液化石油气的快速普及，以焦炉制气供应城市民用的煤气厂已很少建设。随着"西气东输"工程的竣工和投入使用，沿线各大中城市作为民用燃料的焦炉煤气将逐渐被天然气所取代，但是鉴于国内天然气的供应和基础设施的建设起步 较晚，要在短时间内，用天然气全部代替焦炉煤气也是不可能的，焦炉煤气用作城市煤气的供应量仍将维持在200亿m3 左右。目前各个城市的煤气价格略有差异，一般在1.5元/m3 左右。 2.2工业燃料 用作工业燃料气的焦炉煤气主要用于焦炉的自身加热以及作为焦化厂内部化产回收工艺过程中的热源，如粗苯工序的管式加热炉、干燥硫铵用的空气加热炉、焦油车间的管式加热炉等的加热煤气。在钢铁联合企业中，存在大量的低热值燃气富余、排空(高炉气、转炉气等)。随着节能技术的进步，如热风炉的双预热技术、蓄热化加热炉技术等的不断涌现，大量的低热值燃气被利用。钢铁企业附属焦化厂均已采用高炉煤气或是高炉煤气和焦炉煤气混合气进行焦炉加热，炼焦过程中生产出来的焦炉煤气被置换出来，用于需要高热值煤气的轧钢工艺中。在钢铁联合企业中，焦炉煤气主要是按热值计算价格，换算为体积，价格在0.5~0.6元/m3 。独立焦化厂约有48%的焦炉煤气用于自身加热，约52%的焦炉煤气剩余。由于独立焦化厂的焦炉煤气富余量较大，因此价格要低于钢铁联合企业焦化厂，大约在0.2元/m3 。 2.3发电 (1)蒸汽发电机组。由锅炉、凝汽式汽轮机和发电机组成，即以焦炉煤气作为蒸汽锅炉的燃料产生高压蒸汽，带动汽轮机和发电机组发电。此技术成熟可靠，已在国内焦化行业中广泛应用，但也存在系统复杂、占地大和启动时间长等问题。 (2)燃气轮机发电。用焦炉煤气直接燃烧、驱动燃气轮机以带动发电机发电。目前国内在用的燃气轮机的发电效率一般不超过30%，主要是因为所使用的燃气轮机大多是20世纪中叶航空发动机改制的产品，因此在性能、可靠性和寿命 方面都不尽人意。国内目前使用的单台最大功率为2000kW。石家庄焦化厂的热电联产电站，1m3煤气可发电1.1~1.3kWh。 (3)内燃机发电。用煤气直接燃烧驱动燃气轮机进行发电，按焦炉煤气热值(低热值)16720kJ/m3计算，lm3焦炉煤气可发电1.3kWh。燃气-蒸汽联合循环发电技术(CCPP)是我国大中型钢铁联合企业正在积极推广的技术，是热能资源的高效梯级综合利用，技术是成熟的，气体能源"链"的发电效率高达45%以上，鞍钢、济钢、武钢等厂在钢电联产方面都取得了可借鉴的经验。 2.4合成化工产品 焦炉煤气合成氨和生产尿素的工艺。焦炉煤气经湿法脱硫、有机硫加氢转化和干法精脱硫后，可使煤气中的H2S?20×10-6，再经过中变炉、低变炉、脱碳、甲烷化炉、高压机环节，在30MPa的压力下在合成塔内合成氨。合成氨和二氧化碳在20MPa压力下合成尿素。有机硫加氢转化和干法精脱硫工艺跟目前焦炉气制甲醇的精脱硫工艺类似。山焦化肥厂的8万t/a合成氨、13万t/a尿素装置自1980年投产以来，一直在正常生产。 焦炉气制甲醇的生产工艺。焦化厂送出的焦炉煤气经气柜缓冲稳压、焦炉气压缩机提压到2.2MPa后进入精脱硫工段，把总硫控制在0.1×10-6以下。再经转化把焦炉煤气中的CH4转化为CO和H2，送合成气压缩系统提压至5.6MPa后合成甲醇。 2.5焦炉煤气制氢 氢气是最清洁的能源，将在未来社会中发挥越来越重要的作用。日本钢铁行业每年为国内提供的氢气量达到了40×106m3。我国也确立了把焦炉煤气重整作为开发氢能源的重要途径。由于焦炉煤气含50%以上的氢气，制氢的主要方法是采用变压吸附来分离氢气。从20世纪80年代开始，我国就建有多套100~5000m3/h的焦炉煤气变压吸附制氢装置，其关键技术是煤气净化后的变温吸附(TSA)及变压吸附(PSA)过程。 3焦炉煤气的成本构成 焦炉煤气的生产成本主要有以下几方面组成。 (1)制气成本。焦炉煤气为炼焦生产时所得的副产品，因此其制气成本就包括在配合煤的成本中。 (2)净化成本。焦炉煤气中含有苯、萘、H2 S、HCN、NH3 等多种有毒、有害气体。焦炉煤气净化前的组成见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。表1列出的这些成分中，除水蒸汽外，全部是有毒、有害气体。表2列出了焦炉煤气在不同用途时的相关质量标准。在净化过程中，产生的相关费用亦是焦炉煤气成本的一部分。 (3)运输成本。无论是何种用途的焦炉煤气，净化后均需通过管道加以外运，因此管道铺设费用也是焦炉煤气成本构成要素之一。输配费用因项目不同，差异很大。 表1焦炉煤气净化前的部分组分(g/m3) 组成水蒸汽焦油汽粗苯氨 含量300~45080~12030~458~16 组成硫化物氰化物吡啶盐基萘 含量8~321.0~2.50.4~0.68~12 表2焦炉煤气在不同用途时的气体成分含量标准(g/m3) 用途氨苯类萘焦油 工业0.03~0.102~40.200.05 民用0.03~0.102~40.05~0.200.05 用途硫化氢有机硫氰化物 工业0.20.500.05 民用0.020.05~0.200.014焦炉煤气与气化炉煤气的比较 4.1气化炉煤气 气化炉煤气按其生产方法(气化剂)的不同，可分为以下几种。 混合发生炉煤气是由混合发生炉设备生产的。以空气和水蒸汽作为气化(1) 剂，煤与空气及水蒸汽在高温作用下制得混合煤气，混合发生炉煤气由于毒性较大和热值低，通常只作为工业燃料(如用作焦炉加热)，而不能作为城市燃气的唯一气源。一般用于掺入高热值煤气(干馏煤气及油制煤气)中配制成城市燃气。 (2)水煤气以水蒸汽作为气化剂，在高温下与煤或焦炭作用而制得水煤气。水煤气主要成分为一氧化碳和氢气，水煤气的生产成本较高，一般只作为高峰负荷时的补充气源。为了提高水煤气的热值，可在水煤气发生炉出口处下端设置增热器，从顶部喷注燃料油，使之受热裂解，这样便能提高水煤气的热值，这种改良型水煤气炉称为增热水煤气炉。 4.2焦炉煤气与气化炉煤气的比较 (1)发热量。焦炉煤气的发热值较高，在16720~18810kJ/m3,可燃成分较高(约90%)。混合发生炉煤气的热值约5410kJ/m3，仅为焦炉煤气的二分之一。水煤气的热值约为11000kJ/m3，略低于焦炉煤气;经过增热的水煤气，其热值可达18000~19000kJ/m3，与焦炉煤气的高位发热值相当。 (2)组成。焦炉煤气的主要成分是CH4和H2，占总体积的80%以上，气化炉煤气的主要成分是CO和H2，其中混合发生炉煤气中CO的体积分数为27.5%，水煤气中CO体积分数达38.5%左右，氢的体积分数40%左右。气化炉煤气中CO含量较高，毒性较大，安全性稍差。 (3)成本。气化炉煤气的成本构成也是由制气、净化和运输成本组成，其中影响最大的是制气所需的煤炭价格。如2009年下半年，由于煤炭价格的上涨，舞阳钢铁有限公司用于轧钢的水煤气成本就由0.4元/m3上涨至1.0元/m3。经考察分析，改用天然气作为轧钢加热所需的气源。另外，气化炉的主产品就是 煤气，而焦炉煤气仅是炼焦生产的副产品，价格调整区间要大些，目前，水煤气的市场价格为1.0元/m3。 (4)相关性。气化炉煤气热值要低于焦炉煤气，且安全性稍差，因此从气体品质上来说，竞争力稍弱。但是同焦炉煤气相比，生产气化炉煤气的设备简单，工艺成熟，投资较少，且市价较低，因此仍有较大的存在空间和价值。 5焦炉煤气与天然气的比较 (1)发热量。天然气的发热量较高，在33472~35564kJ/m3，约为焦炉煤气发热量的2倍。 (2)组成。天然气的主要成分是CH4，体积分数可达97%左右，当然地质形成条件的不同，天然气组成也有所差别，但一般甲烷体积分数均可达到70%以上。而焦炉煤气的主要成分是CH,和H2，且以H2为主。同时,天然气几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生的二氧化碳量也要少于其他化石燃料。 (3)成本。天然气成本由开采、管道输送和配送组成。开采成本由天然气的出厂价格来体现，同时出厂价格也包含了一定量的净化成本，如"西气东输"一 出厂"价格为0.7元/m3 期工程的天然气的" ，而四川普光天然气田的天然气出厂价定为1.28元/m3，有10%上下的浮动，最高的出厂价可达到1.408元/m3。由于该气田的天然气在出厂前需要进行脱硫，增加了天然气的成本;我国的天然气田一般在中西部地区，距离天然气主要需求地区较远，因此，管道建设和输送成本也是天然气成本的重要构成之一;天然气输送至目的地后，一般是由城市管网输送至终端用户，这部分配送成本也是总成本的构成之一。目前，我国的天然气价格同国际市场价格相比较为偏低。一般来说，国际上天然气井口或进口价与原油价格的比值通常维持在0.6:1.0，而中国的天然气出厂价与原油价格的比值换算后介于0.24~0.40:1.0之间，稍低一些。 随着国家对环保和节能降耗要求的提升，天然气的使用量必将大幅度、快速增加，进口天然气的数量也将大幅增长，由于进口天然气价格明显高于国内 价格，因此改革国内天然气价格形成机制，提高天然气价格将是一个必然的趋势。 目前，焦炉煤气在焦化厂的外送价格一般为0.5~0.6元/m3 ，城市民用煤气的价格在1.5元/m3 ,天然气价格在2.0~2.5元/m3 ，焦炉煤气的价格略低于天然气价格。 (4)相关性。天然气同焦炉煤气相比，热值高，有毒有害物质少，是焦炉煤气的竞争性气源。但是天然气价格高于焦炉煤气，且呈上升趋势，运输距离较长，存在断供危险，因此完全取代焦炉煤气在短时间内是不可能的。 6结论 焦炉煤气在热值、组成、安全性上要优于气化炉煤气，低于天然气。确定焦炉煤气的价格时，除了要考虑生产成本和企业的合理利润外，还要考虑到同其他气源价格的可比性问题。目前，作为燃料，焦炉煤气的主要竞争气源是天然气，如果相同热值的焦炉煤气的价格低于天然气价格，且能保证供应稳定，那么可以说焦炉煤气价格是有竞争力的，但前提必须有长期、可靠、稳定的用户。此外，作为合成化工产品的原料，是独立焦化企业富裕煤气合理利用的重要途径之一，煤气价格应主要考虑净化成本和下游产品的价格等因素。从已投产的焦炉煤气制甲醇的项目看，煤气价格一般在0.2元/m3 左右。若煤气价格定价不科学，影响煤气合成化工产品项目的运营，最终会影响焦化企业的经济效益和社会效益。 焦炉煤气的合理利用和价格的探讨