焦化煤气成分分析
项目
内蒙西部
山西吕梁
H2
59%
55%
CH4
24.8%
24%
CO
7%
9%
O2
0.7%
0.5%
N2
4.5%
3%
S
15mg/m3
H2S
15mg/m3
20mg/m3
奈
100mg/m3
510mg/m3
焦油
10mg/m3
20mg/m3
LHV
4500
4200 以上
焦化煤气发电
焦化煤气发电目前可以利用的设备主要是最传统的利用锅炉和蒸汽轮机的技术组合；
以气体为燃料的燃气内燃机；燃气轮机和微型燃气轮机四种技术选择。这四种技术选择各有
优势和不足，用户可以根据项目实际操作情况和现场条件进行选择。
一、
锅炉＋蒸汽轮机：这是一个非常传统的技术，也是大家比较熟悉的工艺方式。它是采
用锅炉来直接燃烧焦化煤气，将煤气的热能通过锅炉内的管束把水转换为蒸汽，利用
蒸汽推动蒸汽轮机再驱动发电机发电。系统的主要设备是燃气燃烧器、锅炉本体、
系统、给水系统、蒸汽轮机、冷凝器、冷却塔、发动机、变压器和控制系统，工艺流程比较
复杂。优点是：对于燃料气体要求比较低，只要燃气燃烧器能够承受的气体，一般都可
以适应，燃气只需要有限的压力，因而燃气处理系统投资比较简单；但缺点是：工艺
复杂，建设周期比较长，难以再移动，必须消耗大量的水资源，占地比较多，管理人
员也比较多，能源利用效率太低，通常不到
20％。这一技术过去是中国利用焦化煤气的
主要技术方式，它可以与燃煤电厂结合，在燃煤锅炉中安装燃气燃烧器，将焦化厂的
焦化气直接喷入锅炉燃烧，这种方式最大的优点是可以适应焦化厂间歇性生产的特性，
有气少燃煤，无气多燃煤，不会影响电力供应的品质和能力。该技术最大的限制是水，
中国水资源极度缺乏，特别是山西、陕西、内蒙等焦炭生产大省，连人畜饮水都有困难，
消耗大量的水资源来保障焦化煤气的利用几乎是不可能的，所以要解决中国的焦化煤
气资源综合利用，必须考虑其他更加可行的技术解决方案。
二、
燃气内燃机：世界上第一台内燃机就是以煤气为燃料的内燃机，1876 年德国商人兼
机械师奥托发明了人类第一台以煤气为燃料的四冲程内燃机，经过
10 年的不断改进之
后，德国的另一个机械师
“奔驰汽车之父”戴姆勒•本茨才将这种四冲程发动机改进为汽
油发动机，直到
1895 年狄塞尔才发明出柴油机。燃气内燃机的工作原理基本与汽车发
动机无异，需要火花塞点火，由于内燃机气缸内的核心区域工作温度可以达到
1400
℃，使其效率大大超过了蒸汽轮机，甚至燃气轮机。燃气内燃机的发电效率通常在
30％－40％之间，比较常见的机型一般可以达到 35％。燃气内燃机最突出的优点正是发
电效率比较高，其次是设备集成度高，安装快捷，对于气体中的粉尘要求不高，基本
不需要水，设备的单位千瓦造价也比较低。但是内燃机也有一些不足的地方，首先，内
燃机燃烧低热值燃料时，机组出力明显下降，一台燃烧低热值
8000 大卡/立方米天然气
燃料的
500 千瓦级燃气内燃发电机组，在使用低热值 4000 大卡/立方米的焦化煤气时，
出力可能下降到
350～400kW 左右。此外，内燃机需要频繁更换机油和火花塞，消耗材
料比较大，也影响到设备的可用性和可靠性两个主要设备利用指标，对设备利用率影
响比较大，有时不得不采取增加发电机组台数的办法，来消除利用率低的影响。内燃机
设备对焦化煤气中的水分子含量和硫化氢比较敏感，可能导致硫化氢和水形成硫酸腐
蚀问题，需要采取一些必要措施加以克服。总之，内燃机是一种比较合适的技术选择，