焦爐煤氣是焦炭工業的副產品,除了含有很高H2和CO外,還含有大量的甲烷、苯等碳氫化合物。將焦爐煤氣中的甲烷、苯等碳氫化合物轉化成H2和CO的合成氣,作為冶金還原氣,或作為進一步合成甲醇、氨等的原料。是一項具有廣闊應用前景的綜合利用技術。可以節約資源,且利于環保。
常規焦爐煤氣甲烷轉化工藝主要有蒸氣轉化、部分氧化轉化,其中氧化轉化包括非催化部分氧化轉化和催化部分氧化轉化。蒸氣轉化法受限于高要求的溫度和壓力,對于轉化爐材料要求苛刻。非催化部分氧化轉化,不采用催化劑,受限于熱力學條件,難以工業化。催化部分氧化轉化,工藝成熟,反應溫度也較低,較為適宜。
催化部分氧化轉化是采用圓筒式純氧轉化爐,在爐內裝有轉化催化劑(如2Cr18Ni9Ti鋼屑),由氧氣與焦爐煤氣中的氫、甲烷燃燒提供反應熱量,轉化出有效氣(CO+H2),作為冶金還原氣。實驗發現轉化爐配給的關鍵因素配氧量,在反應溫度1223-1323K時,以5%-7%之間最佳,在溫度900℃時最佳值為6.5%。最佳配氧量值時,產生的有效氣(CO+H2)量最大。
另外經濟分析數據表明,就甲烷制甲醇而言,采用甲烷部分氧化制合成氣,可降低能耗10%-15%,降低基建投資25%-30%。焦爐煤氣催化轉化為冶金還原氣的催化部分氧化轉化法,一方面是解決焦爐煤氣排放的新途徑,一方面為甲醇、氨化工制造業提供了新思路,從另一角度,又有利于保護環境節約資源,可謂一舉兼得。