煤制天然气项目技术指标探讨.PDFVIP

煤制天然气项目技术指标探讨  肖晓愚  （中国五环工程有限公司 武汉 430223 ）    摘要：在煤制天然气项目中，不同煤质、不同气化技术生产天然气，其资源能源 利用效率不尽相同，本文在比较了各种典型气化技术生产天然气工艺流程的基础 上，得出了其对应的资源能源利用水平及消耗等几项控制性指标数据及分析，提 出了对目前煤制天然气项目主要技术指标的理解和相关建议。    关键词：煤制天然气 煤气化技术  能效计算 CO2 排放强度    1 概述  我国能源结构以传统化石能源为主，发展替代能源，减轻石油进口压力， 优化能源结构、提高能源效率，对保障能源安全、缓解资源环境约束具有重大 意义。为此，国家决定实施替代能源战略，提出的发展思路是：以新能源替代 传统能源，以优势能源替代稀缺能源，以可再生能源替代化石能源，逐步提高 替代能源在能源结构中的比重。 国内化石能源以煤炭为主要资源，煤炭贮量极为丰富，目前已探明的保有贮 量高达 1.28 万亿吨以上。石油、天然气资源则相对贫乏，国内油气产量远不能 满足国民经济高速发展的需要，必须依靠大量进口来支撑我国经济的发展。预计 到 2020 年天然气需求量将超过 2000 ×108Nm3 左右，而产量仅有 1000 × 8 3 10 Nm ，另外的 50%将依赖进口或者其他替代能源。逐年递增的油气需求，必 将成为制约我国经济发展的瓶颈。因此，充分利用我国丰富的煤炭资源优势，大 力发展煤化工高新技术产业，生产煤制天然气，对于优化我国能源结构，保证我 国能源安全，保证国民经济的可持续发展是势在必行的。 此外，近年来环境问题的整治已成为我国社会各阶层普遍及迫切的共识。“煤 改气”作为其中一条重要举措，通过煤的清洁利用，能够确实有效地降低大气污 染物中的 PM2.5。这对国内整个煤制气行业也将产生积极影响。 2 煤制天然气主要气化技术  2.1 气流床粉煤气化工艺  气流床气化是一种并流式气化，气化剂与煤粉或煤浆经喷嘴进入气化室，煤的热 解、燃烧以及气化反应几乎同时进行，高温保证了煤的完全气化，煤中的矿物质 成为熔渣后离开气化炉。  目前典型的以煤为原料的气流床工艺有： GE 水煤浆加压气化工艺、E‐gas 水煤 浆加压气化工艺、Shell 粉煤气化工艺、GSP 粉煤气化工艺等，此外还有科林炉、 东方炉、航天炉等与 GSP 气化原理相似。  2.1.1  Shell粉煤气化工艺  Shell气化技术特点如下：  （1） 采用干煤粉进料，加压N /CO 输送，连续性好，气化炉操作稳定，煤种适 2 2 应性广；  （2 ） 气化温度约1300～1700℃，碳转化率达99% 以上，产品气体洁净，不含重 烃，煤气中有效气体(CO+H2)达到90%左右；  （3 ） 氧耗低，与水煤浆气化相比，氧耗低15～25% 。  （4 ） 单炉生产能力大，目前已投入商业运行的单台炉气化压力4.0MPa ，日处理 煤量已达3000吨；  （5 ） 热效率高，冷煤气效率77～83% （水煤浆气化冷煤气效率约为75% ）；  （6 ） 壳牌煤气化环保效益好，炉渣和灰可用作水泥掺合剂或道路建造材料。气 化污水中含氰化物少，容易处理。  （7 ） 装置投资较高；  2.1.2  GSP 气化工艺  GSP 干粉煤加压气化  （1） 干煤粉进料，加压二氧化碳输送，连续性好，煤种适应性广。  （2 ） 气化温度约1350～1750℃，气化压力～4.0MPa ，碳转化率达99% 以上，产 品气体洁净，不含重烃，煤气中有效气体(CO+H2)～90% ；  （3 ） 氧耗低，与水煤浆气化相比，氧耗低10～15%；  （4 ） 热效率高，冷煤气效率75～82% ；  （5 ） 采用激冷和湿法除灰工艺，因而相对采用废锅流程的气流床气化工艺而 言，其投资较低。  2.2   固定床气化工艺  固定床气化炉中通常煤从炉顶部加入，气化剂从炉底部送入。炉中一般分为干燥 层、干馏层、还原层和燃烧层，在不同的区域中，各个反应过程