焦爐煤氣是焦炭生產(chǎn)中,煤高溫緩慢炭化過程中產(chǎn)生的可燃氣體。中國是焦炭產(chǎn)量最大的國家。2017年中國焦炭產(chǎn)量為43142.6萬噸。按此計算,中國的焦爐煤氣產(chǎn)量很高。全國焦炭產(chǎn)能約1/3在鋼鐵聯(lián)合企業(yè),2/3在獨立焦化企業(yè)。獨立焦化企業(yè)的富余焦爐煤氣因不能直接用于生產(chǎn)而被大量釋放,高峰時釋放量達到30km3/a。
焦爐煤氣制氫原理。 焦爐煤氣制氫工藝主要包括:脫硫脫萘、加壓預(yù)處理、變壓吸附制氫、脫氧干燥等。其中焦爐煤氣預(yù)處理系統(tǒng)為變溫吸附(TSA),制氫系統(tǒng)為變壓吸附(PSA),氫氣精制系統(tǒng)也為變溫吸附(TSA),可從焦爐煤氣中制取99.999%的氫氣。
變壓吸附技術(shù)具有能耗低、自動化程度高、產(chǎn)氣速度快、對原料氣凈化要求低等優(yōu)點,在焦化廠得到了廣泛應(yīng)用。產(chǎn)品氣純度最高可達99.9%,但回收率為60%~90%。在一些生產(chǎn)線中,為了穩(wěn)定產(chǎn)品的氫氣純度,也有在變壓吸附工藝后串聯(lián)膜分離工藝的生產(chǎn)線。 甲烷轉(zhuǎn)化、甲醇制氫、天然氣制氫在工業(yè)上已有廣泛應(yīng)用。