煤制天然氣技術在貴州省應用分析

田守強（貴州省煤田地質能源局142隊，貴州貴陽550000）

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煤制天然氣技術在貴州省應用分析

田守強（貴州省煤田地質能源局142隊，貴州貴陽550000）

針對煤制天然氣技術在貴州省應用分析，首先要明確貴州開展煤制天然氣項目的背景，然后分析煤制天然氣技術，主要有兩種方法——“一步法”和“二步法”兩種。最后詳細論述了煤制天然氣技術在貴州省的應用，探討了煤制天然氣技術在應用中的風險，讓相關人員針對這些情況，制定有利策略，合理解決，促使貴州省的煤制天然氣應用得到較好的發(fā)展與推進。

煤制天然氣；貴州；能源

在進入新世紀以來，石油能源的消耗日益增加，其存儲量不斷減少，為了控制這種情況，石油的價格也有所增加。在能源的使用中，出現(xiàn)了煤化工產(chǎn)品代替石油化工產(chǎn)品，通過這種方式提升節(jié)能減排的力度，并減少對環(huán)境的危害。天然氣作為清潔能源具有明顯的優(yōu)勢，但是含量相對較少，煤制天然氣具有較高的效率，是煤炭的一種最為有效的利用方式，具有較好的前景。

1　貴州開展煤制天然氣項目的背景

煤制天然氣主要是以煤為原料，生產(chǎn)天然氣的工藝技術，這種技術出現(xiàn)的時間較早，產(chǎn)生于石油危機期間。這種工藝的不斷進步，促使煤制天然氣工廠建成，通過當?shù)氐母咚趾置?，以及特殊的轉換方法，進行天然氣的轉換。貴州省的能源結構在全國占有突出地位，煤炭資源居全國第五，水能資源居全國第六，且水電煤兼具，水煤并存，水火互濟，素享“西南煤?！敝雷u?！暗巧鐣?jīng)濟的飛速發(fā)展，石油的消耗不斷增加，這種能源結構帶來了較大的環(huán)境壓力，嚴重影響了環(huán)境質量。

煤制天然氣與煤制其他能源相比，具有比較大的優(yōu)勢，具體內容如表1所示。

表1　煤制能源產(chǎn)品的能量效率與水耗分析

2　煤制天然氣技術

煤制天然氣技術在國內外有一定差異，從加工過程分析，主要有“一步法”和“二步法”兩種：

2.1“一步法”煤制天然氣技術

這種方法主要是將原料直接合成甲烷，然后制成煤制天然氣。目前，僅有美國巨點能源公司開發(fā)的催化蒸汽甲烷化技術，屬于這種技術。工作人員需要在煤粉和催化劑充分混合后，將混合物送入到反應器中［1］。這種反應器中含有水蒸氣，發(fā)生氣化和甲烷化反應，而氣化反應需要的熱量，剛好由甲烷化反應進行補給。這組反應生成的CH4和CO2混合氣能夠從頂部流出反應器，進入旋風分離器，去除其中的固體顆粒，然后再進行進化，脫出硫，最后留下CO2制成煤制天然氣。

2.2“二步法”煤制天然氣技術

這種方法首先要將煤轉化成合成氣，然后再進行甲烷化得到煤制天然氣。主要包括氣化、變換冷卻、凈化等。氣化主要是在一定壓力和溫度下，煤與氧氣會和過熱水蒸氣的混合物發(fā)生反應，生產(chǎn)H2和CO的煤氣。在變化冷卻中，主要是通過部分變化反應，將H2和CO的比例進行適當調整，然后使用催化劑，并控制操作溫度。凈化主要是利用甲醛的吸附功能，在特定的條件下，將混合物的中H2S和CO2吸附出來，從而得到凈化其。

3　煤制天然氣技術在貴州省的應用

貴州省在發(fā)展中，需要制定一個科學、合理并可持續(xù)發(fā)展的路徑，降低對環(huán)境的污染。天然氣管道在貴州的應用，徹底改變了油氣資源匱乏的問題，緩解了現(xiàn)有資源和環(huán)境容量的矛盾。天然氣本身具有清潔、安全高效的特點，除了供給居民使用，已經(jīng)廣泛應用在多個行業(yè)中，并在未來的經(jīng)濟發(fā)展中，具有更加重要的作用，現(xiàn)對煤制天然氣技術的應用進行分析，總結其在實際應用中可能面臨的風險，有所防范［2］。

3.1技術風險

煤制天然氣主要是通過煤氣化生產(chǎn)的合成氣，需要經(jīng)過復雜的過程，發(fā)生多個反應。所以需要相應單位擁有成熟的技術，在煤氣、一氧化碳變化以及凈化過程中，符合國家要求的標準。例如甲烷化這個反應，工藝的流程較短，工藝比較簡單，但是整個過程的催化劑，卻只能在國外公司上進行選擇，國內的裝置水平比較落后。煤制天然氣技術在不斷改進與創(chuàng)新中，目前仍沒有實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)裝置，所以很難在短時間內實現(xiàn)商業(yè)化運作。

3.2市場風險

目前貴州省設計的和擬定的項目都能夠順利建成投入，那么當?shù)氐拿褐铺烊粴庠鲩L量會大幅提升，且獲取高額的收益。在此之前，市場中有大量的煤制天然氣，其中蘊含了隱性風險。但是從天然氣的存儲量進行分析，其使用比較緊張，但從國外引進的費用較高，且因為地域和政治問題，存在很多風險。雖然煤制天然氣市場相對穩(wěn)定，但經(jīng)濟性的關鍵是未來煤炭和大然氣的價格相對走勢，水、電、汽、運輸、人力等成木費用的上漲，也會影響煤制天然氣產(chǎn)品的盈虧平衡。所以相關人員，需要一個穩(wěn)定和規(guī)模較大的市場，保證煤制天然氣的穩(wěn)定供給。

在天然氣管道的建設中，巨大的投資和用戶的使用，也是市場面臨的風險之一。如果使用褐煤作為天然氣生產(chǎn)的原料，其生產(chǎn)成本較低，能夠獲取較大的收益，在價格方面有著突出優(yōu)勢?？茖W技術的不斷提升，煤制天然氣的煤炭轉換率可能會有所提升，能夠獲取更多的能源，然后延伸煤炭加工和利用的產(chǎn)品鏈。在經(jīng)濟與競爭力的相互較量中，天然氣的稀缺，決定著其價格有著較大的上漲空間，具有比較好的經(jīng)濟效益和優(yōu)勢。

3.3環(huán)保風險

在貴州使用煤制天然氣的過程中，當?shù)氐慕ㄔO條件也是影響能源使用風險的原因之一，并不是所有地區(qū)和企業(yè)都適合煤制天然氣。如果天然氣資源比較緊張，煤炭轉換成煤制天然氣，就是清潔能源的利用過程［3］。在進行煤炭結構組成過程中，工作人員要處理多種環(huán)境問題，針對貴州省的實際情況，計算煤化工對環(huán)境承載能力的成本。相關單位要了解這種現(xiàn)狀給環(huán)保帶來的壓力，明確國際的油價頻繁波動，煤制天然氣并不適宜快速大面積鋪開，考察其經(jīng)濟性。

在貴州省，管道天然氣的出現(xiàn)，為當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展奠定了有力的基礎?！笆濉逼陂g是加速發(fā)展、加快轉型、推動跨越、全面建設小康社會的攻堅時期，隨著我省工業(yè)強省和城鎮(zhèn)化帶動戰(zhàn)略的不斷推進，我省經(jīng)濟社會呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展的態(tài)勢，城市生產(chǎn)生活和工業(yè)生產(chǎn)對于天然氣等清潔能源的需求更加旺盛，能源需求大幅度增長并面臨能源結構調整優(yōu)化問題［4］。

4　結束語

煤制天然氣主要是以煤為原料，生產(chǎn)天然氣的工藝技術，這種技術出現(xiàn)的時間較早，產(chǎn)生與石油危機期間。這種工藝的不斷進步，促使煤制天然氣工廠建成，通過當?shù)氐母咚趾置海约疤厥獾霓D換方法，進行天然氣的轉換。煤制天然氣主要是通過煤氣化生產(chǎn)的合成氣，需要經(jīng)過復雜的過程，發(fā)生多個反應。所以需要相應單位擁有成熟的技術，在煤氣化、一氧化碳變化以及凈化過程中，符合國家要求的標準。在貴州省，煤制天然氣技術得到了較好的應用，工藝的流程較短，工藝比較簡單，但是整個過程需要較高的技術水平，市場風險。科學技術的不斷提升，煤制天然氣的煤炭轉換率可能會有所提升，能夠獲取更多的能源，然后延伸煤炭加工和利用的產(chǎn)品鏈。在經(jīng)濟與競爭力的相互較量中，天然氣的稀缺，決定著其價格有著較大的上漲空間，具有比較好的經(jīng)濟效益和優(yōu)勢。

［1］肖維，康宇潔，楊 磊.發(fā)展煤制天然氣產(chǎn)業(yè)利弊分析［J］.中國資源綜合利用，2015，07：57～60.

［2］朱瑞春.三甘醇脫水技術在煤制天然氣中的應用及其影響因素［J］.潔凈煤技術，2012，03：59～62.

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

［4］錢 衛(wèi)，黃于益，張慶偉，杜銘華，解 強.煤制天然氣（SNG）技術現(xiàn)狀［J］.潔凈煤技術，2011，01：27～32.

田守強（1982-），男，漢族，貴州貴陽人，地質工程師，本科，從事煤田地質及礦井地質研究工作。

TE868

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2095-2066（2016）10-0062-02

2016-3-8