最新【精品】范文参考文献专业论文钢铁厂煤气化工利用途径的探讨钢铁厂煤气化工利用途径的探讨摘要：由于钢铁冶金技术的不断改进，钢铁厂将会产生越来越多的副产煤气，由此而产生了能源浪费和环境污染等问题。本文对钢铁厂煤气的化工利用途径进行了探讨，包括低温分离、合成氨、合成甲醇等。关键词：低温分离；煤气；回收中图分类号：TQ011文献标识码：A文章编号：引言：钢铁生产企业消耗大量的煤炭等化石燃料，在冶炼的同时也产生大量的煤气。传统的钢铁企业，厂内煤气除了自用一部分外，一般是过剩的。以我国现有的焦碳生产能力可确定为1.3~1.4亿吨/年，是焦碳的出口国，焦炉气和高炉气都有一定的过剩。这部分气体大部分作为燃料气使用，不仅浪费了宝贵的资源，还增加了CO2的排放量。随着国际上对CO2排放量的限制和国家对环境问题的重视，如何经济有效地利用这部分煤气作为化工原料，对于提高企业的经济效益，保护环境都有重要意义。目前，充分利用钢铁厂的副产煤气可以采取两种选择：一是采用联合循环发电；二是进行化工利用。合适的过程探讨从三大煤气的流量和成分来看，转炉煤气的流量较小，不具有生产规模，难以单独来考虑。焦炉煤气富含H2，与N2配合，可用于合成NH3。高炉和转炉煤气富含CO，与焦炉煤气中的H2配合，可用于合成CH3OH。以一家年产二百万吨钢左右的钢铁厂为例，在目前的生产流程中约有1.5×104Nm3/h的焦炉气富余，随着近终型连铸工艺的推广，其富余气量将会翻一翻。若取其中的H2作为化工原料，分离后的CH4和CO仍可作为轧钢热源使用。以下以实际生产中有1.5×104Nm3/h的焦炉气富余为例，进行煤气可利用途径的讨论。工业上常用的分离气体的方法有膜分离、变压吸附和低温分离，膜分离和变压吸附只适用于小规模的生产过程，考虑到钢铁厂副产煤气的流量和今后扩大生产规模的可能性，采用低温法分离气体比较实际。1.合成NH3从焦炉气中分离H2作为原料气，再配以N2，使H2IN2=3I1，然后进入合成塔合成NH3。焦炉煤气经过三段压缩后，脱除CO2、H2S和H2O（露点-40℃），然后进入冷箱，经过两级冷却后（温度为-200℃），进入分离罐，分成汽、液两相，汽相为H2，液相为其他组分。H2分离罐采出的汽相20%用于膨胀制冷，其余80%用于合成NH3。其中，国内已有成熟的合成氨工艺流程设计，可以直接采用。若采用3.8X104Nm3/h的焦炉煤气作为原料气，可以得到970Kmol/1的H2，再配以323Kmol/1的N2，则NH3的生产规模可达264吨/天，或8.7万吨/年（按330天/年计算）。按3000元/吨NH3计算，液氨的年销售额为26100万元。2.合成CH3OH采用3.3X104Nm3/h的焦炉煤气作为原料气，再配以2.31X104Nm3/h的高炉煤气，使混合气中H21CO=211，然后进行低温分离，利用得到的H2和CO，进行羰基合成。原料气经过三段压缩后，脱除CO2、H2S和H2O（露点-40℃），然后进入冷箱，经过两级冷却后（温度-200℃），进入分离罐，分成汽、液两相，汽相为H2，液相为其他组分；液相进入CH4分离塔（12块理论塔板），塔底采出CH4，塔顶采出N2和CO；N2和CO进入N2分离塔（50块理论塔板），塔底采出CO，塔顶采出N2。H2分离罐采出的汽相20%用于膨胀制冷，其余80%配合CO，经过加压后（50atm）用于合成CH3OH。有了合格的CO和H2，可以利用国内已有成熟的流程，进行CH3OH的合成。若采用3.3X104Nm3/h的焦炉煤气，再配以2.31X104Nm3/h的高炉煤气作为原料气，CH3OH的生产规模可达343吨/天，或11.3万吨/年（按330天/年计算）。按2500元/吨CH3OH计算，CH3OH的年销售额可达28250万元。3.合成C2H3COOH气体分离流程与合成CH3OH相同。若采用3.3X104Nm3/h的焦炉煤气，再配以7.7X104Nm3/h的高炉煤气作为原料气，CH3COOH的产量可达到647吨/天，或21.2万吨/年（按330天/年计算）。按4000元/吨CH3COOH计算，CH3COOH的年销售额可达84700万元。在CH3OH进行羰基化合成时，需要贵金属催化剂，操作成本在很大程度上取决于贵金属催化剂的消耗。如果流程先进，其利润可能较高。4.其他方案如果只进行气体的分离，然后将分离后的气体输送到其他化工厂作为化工原料，则可以节省大量投资，只是需要对冶金厂和化工厂的各种生产与利益关系进行协调。方案的选择方案的选择必须考虑经济效益、产品的市场前景、投资大小、未来发展的可扩展性、排放是否符合环保要求等等。计算中操作费用主要来源于压缩机的耗电量（占总操作费用的70%），