今年1月,在内蒙古自治区乌海市,由焦炉煤气生产的高纯度天然气产品(甲烷含量达到96.37%)加入到出租车中并开始试运营。随后的3天内,又有近200辆(次)出租车使用了首批由焦炉煤气生产的高纯度天然气。使用者表示,由焦炉煤气生产的高纯度天然气产品具有噪声小、行驶里程长、动力强劲等特点。
这是我国首个投产的焦炉煤气制天然气工业项目,由北京溯希至清科技有限公司(以下简称溯希至清)和乌海夭斯图煤矿共同投资成立的乌海华清能源科技发展有限公司建设运营,运用最新技术成果——焦炉煤气生产天然气技术,将乌海市黄河工贸集团千里山焦化厂焦化过程中的副产品焦炉煤气转化为车用高纯度天然气和氢气等清洁能源。
该成果预示着每年数百亿立方米的焦炉煤气具有高效、环保、可持续利用的新途径。这项技术在解决焦炉煤气利用难问题的同时,也为“十二五”节能减排工作探寻了新的突破口。此外,焦炉煤气生产天然气技术为我国煤基清洁能源产业发展提供了先进的自有技术支撑。
焦炉煤气是炼焦过程中的副产品,一般每吨干煤可生产焦炉煤气300m3~350m3(标准状态),其主要成分为氢气(55%~60%)和甲烷(23%~27%),另外还含有少量一氧化碳、二氧化碳、氮气等。以2009年中国焦炭产量为例进行测算,2009年中国焦化产业生产伴生的焦炉煤气,除了其中的40%~45%用于保证焦化炉炉温外,共富余焦炉煤气650亿立方米,那么富余的焦炉煤气该如何高效利用呢?
除了工业用燃料和少量民用之外,目前对焦炉煤气的综合利用主要是制作工业原料甲醇。
我国部分地区甲醇被用于掺入汽油和生产二甲醚,由于甲醇热值较低,且掺烧过程中会产生有毒、有害和腐蚀性副产物,甲醇汽油至今不能在全国推广。而二甲醚市场发展也并不如意,国内部分地区用二甲醚替代或掺混液化石油气,由于二甲醚热值明显低于液化石油气,同时二甲醚沸点与液化石油气存在差异,使用过程中出现过燃爆现象,所以二甲醚替代或掺混液化石油气作为民用燃气至今备受争议。此外,用焦炉煤气生产甲醇要和国内大规模的煤制甲醇项目竞争有限的下游市场,前景不容乐观。
用焦炉煤气制天然气可大大缓解能源压力。我国天然气资源人均占有率不到世界平均水平的10%,预计“十二五”期间,天然气占一次能源消费的比重将由目前的4%上升到8%。在快速增长的需求面前,天然气供应缺口较大。相关分析认为,从长远来看,我国天然气价格逐步上涨的趋势是明确的。
利用焦炉煤气生产天然气,通过管道运输作为民用燃料或在部分地区为作为机动车的气体燃料替代汽油和柴油,则可大大缓解我国天然气的需求压力,同时也可以节约大量汽油和柴油。
国内汽车使用天然气替代汽油已经是非常普遍,全国近百个城市的出租车已经大部分或全部改装为天然气汽车,大幅度减轻了城市对于汽油的依赖。同时,由于天然气汽车排放的废气远低于汽油和柴油,也为改善城市环境做出了贡献。
焦炉煤气生产天然气技术,就是用2.4~2.8立方米的焦炉煤气生产出1立方米天然气。如果将此技术应用于全国焦化企业,全国每年产生的焦炉煤气可生产200亿~250亿立方米天然气,可以满足1亿人口一年的使用需求,相当于节约标准煤2600万~3300万吨。
利用焦炉煤气生产天然气技术在解决焦化企业难题的同时,也为煤基清洁能源发展战略提供了新的思路。由于焦炉煤气生产天然气和煤制天然气核心工艺路线的一致性,焦炉煤气生产天然气工厂的成功投产也表明煤制天然气国产工艺路线完全可行。