焦炭与焦炉煤气制甲醇技术研究

阮并玥

(山西省能源发展中心，山西 太原 030000)

引 言

我国是煤炭生产和消费大国，据不完全统计，截止到2017年底，煤炭探明量已经达到1.67万亿t。在2019年，我国焦炭产量达到4.7亿t，主要将其用在冶金与炼铁。通常情况下，每生产1 t焦炭可以产生400 m3～460 m3的焦炉煤气，同时煤炭行业每年能够生产焦炉煤气为900亿m3。由此可以看出，焦炉煤气产量十分可观。经过分析发现，在焦炉煤气中富含氢资源，当前部分焦炉煤气经过循环进入焦炉当作燃料继续燃烧，剩余的相当一部分焦炉煤气被当作废气排放到大气中，不仅造成能源的浪费，而且还污染空气。因此，合理开发焦炉煤气成为当前一个热点研究问题。

1 焦炭、焦炉煤气制甲醇的工艺技术方案

气化煤气制作甲醇工艺比较成熟，该气体主要来源于甲醇原料气体，其工艺流程为：当原料煤经过预处理变成水煤浆之后，其可以在气化炉中与氧气发生化学反应，进而产生粗合成气。经过分析发现，在粗合气中H∶C比例达到6.5，因此需要将粗合气进入水煤气单元，将一定的CO转化为H2同时生成CO2，最后经过净化处理，可以消除气体里面的酸性气体，最终得到甲醇。在该工艺中将产生大量的CO2，给净化装置带来一定的负担，需要消耗一定的能量。为此，笔者提出煤制甲醇工艺，能够对焦炭与焦炉煤气进行耦合处理，从而实现氢碳互补，进一步降低水煤气的变化度，以及CO2的生成量。该工艺共计划分为7个单元：空分；加压气化；净化；深冷分离；变压吸附；……