煤制天然氣工藝的研究與應(yīng)用

王宇(內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350)

煤制天然氣工藝的研究與應(yīng)用

王宇(內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350)

隨著時代的發(fā)展，科技的進步，煤制氣項目在我國工業(yè)發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用，特別是在煤制天然氣方面。隨著社會的發(fā)展和時代的進步，天然氣已經(jīng)成為我國重要的能源結(jié)構(gòu)，在以后的社會生活中起著重要作用，我國天然氣的供應(yīng)情況相對落后，因此天然氣的供需情況嚴重不平衡。本文結(jié)合我國煤制天然氣技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用進行分析，希望能夠緩解天然氣緊缺的局勢，給以后天然氣工程的發(fā)展提供鋪墊。

煤炭資源；煤制氣；工藝技術(shù)；發(fā)展前景

從我國天然氣的使用情況來看，天然氣供應(yīng)是遠遠不能夠滿足其要求的，而天然氣作為我國能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分，承擔(dān)著重要責(zé)任，對各領(lǐng)域的發(fā)展來講起到重要作用。我國的天然氣資源短缺，人口相對密集，已知的天然氣資源顯然不能夠滿足社會生產(chǎn)的需求，現(xiàn)今急需能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。而煤炭制氣的發(fā)展則在一定程度上緩解了該類問題，通過煤制天然氣技術(shù)的發(fā)展和利用，降低了天然氣資源缺乏的問題。下面簡單結(jié)合煤制天然氣工藝技術(shù)的研究和應(yīng)用進行分析，給煤制天然氣的發(fā)展提供一定幫助。

1 我國煤制氣的發(fā)展前景

所謂煤制氣產(chǎn)品，主要是以煤炭為生產(chǎn)原料的生產(chǎn)化工成分和能源產(chǎn)品。以往的煤制品一般以甲醇、氨、焦炭、電石等成分為主，而現(xiàn)今的煤制品包括能夠代替石油等化工能源的重要產(chǎn)品?，F(xiàn)今的煤制品一般是指天然氣、二甲醚、煤制烯烴等煤制品能夠有效通過煤炭來緩解其他能源結(jié)構(gòu)的缺失，對于石油產(chǎn)品的使用來講有著重要價值。簡單來講，煤制品擁有很好的能源轉(zhuǎn)化效率，并且充當(dāng)能源時還能夠增加產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率，對于液化產(chǎn)品來講尤其具有更好的效果。目前來看，煤制品的發(fā)展是十分可觀的，相比于傳統(tǒng)的煤化工產(chǎn)品具有明顯的優(yōu)勢。而且在原料和燃料兩個化工方向上，煤制產(chǎn)品都能夠擁有更加優(yōu)良的發(fā)展空間和發(fā)展角度。

2 煤制天然氣的概述

對于煤制天然氣來講，其主要成分是通過氣化、凈化以及甲烷化技術(shù)合成的。在石油開采中，只有其中的氣體才能夠被稱為天然氣。在不同的地理位置中，天然氣各組分也有很大的不同。一般是以甲烷、乙烷、丁烷等烷烴為主，還含有少量的有毒氣體等成分。一般把甲烷成分高于百分之九十的天然氣稱為干氣，低于百分之九十的天然氣稱為濕氣。相對于其他能源來講，天然氣無疑具有更加清潔的優(yōu)勢，在使用過程中排出的廢氣較少。而煤制天然氣則具有更高的使用價值，其比普通天然氣來講擁有更好的轉(zhuǎn)化效果，并且消耗的能源較少。而且，煤制天然氣制造的過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染也可以通過火炬燃燒和水處理環(huán)節(jié)進行可靠的避免。

3 煤制天然氣的工藝流程

在煤制天然氣的發(fā)展當(dāng)中，我們可以發(fā)現(xiàn)煤制天然氣能夠很好的起到清潔煤炭資源的效果，特別是其中的劣質(zhì)煤炭。而且還能夠通過對生物資源的利用，進行拓展生產(chǎn)，產(chǎn)出更多的天然氣，結(jié)合一般的天然氣進行使用，通過天然氣管道進行轉(zhuǎn)換，將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的天然氣用到日常供暖中去。煤制天然氣還能夠?qū)Νh(huán)境保護起到很好的效果，保證了天然氣的正常使用，減少了二氧化碳的排放。所以，我們大致可以看出，煤制天然氣是未來能源結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要方向，下面主要通過對煤制天然氣生產(chǎn)進行簡單分析，對其中部分流程進行模擬，得到生產(chǎn)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)實驗步驟對煤制天然氣節(jié)能優(yōu)缺點進行探究。

3.1 工藝簡介

在煤制天然氣的生產(chǎn)過程中，主要通過對煤炭的處理，進行煤氣化、一氧化碳和氫氣的變換工作，然后再對其中的雜質(zhì)氣體進行排除，提高天然氣中甲烷的含量。總的來講，煤制天然氣的主要生產(chǎn)步驟有：將原煤放到煤單元進行處理，通過輸煤皮帶和煤倉等設(shè)備通入到氣化爐中，采用蒸汽和氧氣來充當(dāng)氣化成分進行處理。氣化爐中的原煤和氣化劑之間相互接觸，在一系列物理和化學(xué)變化后進行粗合成氣的生成。之后就可以得到一氧化碳、二氧化碳、甲烷等物質(zhì)結(jié)合的氣體成分，然后再將這部分氣體通到煤氣單元中進行進一步處理。

粗合成氣在經(jīng)過氣體變換后，就可以通過酸性氣體去除單位。粗合成氣的酸性氣體進行雜質(zhì)氣體的去除。在甲烷單位中。我們可以通過某些設(shè)備進行脫硫反應(yīng)，再將甲烷結(jié)合形成天然氣成分，就可以得到煤制天然氣。

3.2 煤制天然氣工藝技術(shù)

在煤制天然氣的生產(chǎn)當(dāng)中，涉及到的工藝技術(shù)是十分復(fù)雜的。工藝生產(chǎn)主要通過煤氣化、變換冷卻、甲烷化等工藝工作實現(xiàn)煤制天然氣的生產(chǎn)，甲烷化技術(shù)是其中不可忽視的重要組成部分。在上世紀七十年代的煤制天然氣生產(chǎn)中，我們可以找到大量托普索甲烷化技術(shù)的應(yīng)用，這種工藝在以往的煤制天然氣生產(chǎn)中起到重要作用，尤其是在煤氣反應(yīng)的熱量循環(huán)中，我們大致可以發(fā)現(xiàn)某些設(shè)備工藝成本較高，但是能夠在一定程度上緩解空間狹小的問題。此外，我們還能夠通過這項技術(shù)對甲烷化中產(chǎn)生的熱量進行回收，再次進行利用，滿足天然氣生產(chǎn)的具體需求。

4 結(jié)語

在煤制產(chǎn)品的生產(chǎn)當(dāng)中，煤制天然氣的生產(chǎn)對社會經(jīng)濟發(fā)展具有至關(guān)重要的作用，并且具有很大的發(fā)展?jié)摿?。在煤制天然氣的生產(chǎn)當(dāng)中，無疑是十分環(huán)保的，而且在使用過程中也能夠大量降低環(huán)境污染，受到國家政策的大力支持。近年我國在煤制天然氣的生產(chǎn)當(dāng)中進行了進一步引導(dǎo)和規(guī)范，帶動了煤制天然氣工藝生產(chǎn)的規(guī)范化進行，對以后煤制天然氣的生產(chǎn)發(fā)展有促進作用。

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[4]張香芬.煤制天然氣工藝的研究[J].科技資訊,2012,28∶96+100.

王宇，男，滿族，大學(xué)本科，煤制氣主操，助理工程師，煤制氣工藝應(yīng)用與發(fā)展。