煤制甲烷基础研究和工艺开发进展

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煤制气甲烷化技术对比及研究进展综述

煤制气甲烷化技术对比及研究进展综述

煤制气甲烷化技术对比及研究进展综述摘要:我国经济建设最近几年发展非常迅速,人们的生活水平不断提高,对于能源的需求与日俱增。

近些年,随着环境承载力的日益减弱,环保压力逐渐增大,同时,各大城市的公共交通相继开展煤改气、油改气工程,对天然气需求量激增,而我国的能源结构属于“富煤、贫油、少气”,为了将充裕的煤炭资源转化成清洁的甲烷,“十二五”期间,国家能源局积极倡导煤制气项目,其中,甲烷化技术是煤制气产业链中的重要步骤。

关键词:煤制气甲烷化技术对比;研究进展综述引言我国科学技术的快速发展带动我国整体经济建设发展迅速,各行业有了新的发展机遇和发展空间。

甲烷化技术是煤制气的关键环节,一氧化碳和氢气在一定温度、压力和催化剂下合成甲烷的反应叫甲烷化反应。

1甲烷化技术的反应机理及催化剂甲烷化反应主要包括CO甲烷化反应、CO2甲烷化反应、变换反应,同时伴有歧化反应、甲烷裂解、甲烷CO2重整等副反应。

甲烷化反应是一个强放热、体积缩小的可逆反应,CO每转化1%,会引起温升70℃-72℃。

因而,在甲烷化反应中,如何有效提高甲烷的产量和选择性及减少催化剂因高温烧结、中毒和积炭导致的失活,成为甲烷化技术的研究重点。

对CO甲烷化、CO2甲烷化反应机理的研究,目前尚未有一致的结论,对不同催化剂作用下的机理尚缺乏深入的研究。

目前,国内外甲烷化工业中使用的催化剂主要以Ni基催化剂和贵金属Ru基催化剂为主,载体主要为α-Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、高岭土等,助剂主要分为晶格助剂、电子助剂和结构助剂,催化剂载体的制备方法主要为共沉淀法、浸渍法、溶胶-凝胶法、溶液燃烧法等。

2煤制气甲烷化技术对比1.主要工艺参数对比,与Davy甲烷化相比,Topse甲烷化开发历史、业绩等更成熟,且两者还有一些核心差异。

以下以某年产10亿Nm3SNG项目为例,重点讨论两者的差别。

Topse甲烷化相较Davy甲烷化来说,核心的差异在于增加了一个GCC调节器,也即CO变换反应器,且1#和2#主甲烷化反应器出口温度更高。

煤制气方法的技术现状及工艺研究

煤制气方法的技术现状及工艺研究

煤制气方法的技术现状及工艺研究摘要:从目前煤化工的快速发展来看,利用高温高压将煤气化变成煤气资源,不但增加了煤炭的利用方式,也提高了煤炭的整体利用效果。

目前国内煤制气相关的技术已经日趋成熟,在煤制气的过程中发挥了重要作用。

基于这一认识,在煤制气过程中,应对国内煤制气方法的技术现状有全面了解,并认真分析现有煤制气的工艺特点,提高煤制气的技术应用,满足煤制气的实际需要,促进煤制气的快速发展,有效提升煤制气的技术发展水平,实现煤炭资源的有效利用。

由此可见,我们应结合煤制气的实际生产过程中,认真研究其技术现状及工艺。

关键词:煤制气方法技术现状工艺研究一、前言从目前我国煤制气技术的发展及应用来看,煤制气技术可以分成五大类,在具体生产中得到了有效实施。

为了保证煤制气技术取得积极的应用效果,我们应对煤制气技术进行深入了解,应认真分析煤制气方法的具体分类以及该技术的发展现状,并对煤制气技术的工艺过程进行深入研究,加深对煤制气技术的理解。

基于这一认识,我们应对德士古煤气化技术、壳牌煤气化技术、喷嘴对置式气化技术、鲁奇气化技术和灰熔聚煤气化技术这五类煤制气技术进行重点分析。

二、煤制气方法的具体分类和技术发展现状从目前煤制气技术的具体应用来看,煤制气方法主要可以分为五类,其技术发展现状主要为以下特点:1.德士古煤气化技术特点是单台气化炉生产能力较大,气化操作温度高,液态排渣,碳转化率高,煤气质量好,甲烷含量低,不产生焦油、萘、酚等污染物。

三废处理简单,易于达到环境保护的要求。

对于煤种要求苛刻:①煤的内在水分含量要低,否则成浆性差。

②煤中氧含量要低,一般不得高于15%,氧含量越高成浆性越差。

③煤的灰熔点不能高于1350℃,灰分含量要低,一般不能大于20%,否则经济性差。

④灰渣的粘度要低,流动性要好。

⑤煤粉粒度要小,一般在40~90微米之间。

浆液中煤质含量保持在60%以上,否则气化强度低,经济性差。

缺点:①受气化炉耐火砖的操作条件和使用寿命的限制,气化温度不宜过高。

变压吸附浓缩低浓度煤层气制甲烷研究进展

变压吸附浓缩低浓度煤层气制甲烷研究进展

变压吸附浓缩低浓度煤层气制甲烷研究进展张陈,李广学,徐汉城(安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001)摘要:随着社会的不断发展,人们对于自然资源的需求日益增大,自然资源在给社会提供经济效益和便利的同时也带来许多环境问题。

煤矿资源是我国重要的自然资源之一,在煤矿开采过程中,由于无法对抽放的低浓度煤层气进行有效利用而直接排放,既造成资源浪费,也带来环境问题。

变压吸附技术具有操作灵活、能耗低、效率高等优点,能够对排放出的煤层气进行有效处理得到较高浓度的甲烷并回收利用,是解决低浓度煤层气排放回收利用的有效方法。

关键词:煤层气;吸附剂;变压吸附doi :10.3969/j.issn.1008-553X.2023.04.001中图分类号:TD713文献标识码:A文章编号:1008-553X (2023)04-0001-03安徽化工ANHUI CHEMICAL INDUSTRYVol.49,No.4Aug.2023第49卷,第4期2023年8月收稿日期:2022-11-10基金项目:安徽省科技厅对外科技合作项目(1604b0602023)作者简介:张陈(1994-),男,硕士研究生,研究方向:低浓度煤矿瓦斯抑爆式变压吸附浓缩自动控制系统,;通讯联系人:李广学(1966-),男,博士,教授,研究方向:低浓度煤矿瓦斯抑爆式变压吸附浓缩技术,。

煤层气是在煤矿中和煤共同存在的气体,其主要组分是甲烷,是一种优质的自然资源。

我国煤层气的含量丰富,位居世界第三。

根据煤层气中甲烷的含量可将其划分为中高浓度煤层气和低浓度煤层气。

目前中高浓度煤层气的开发技术趋于成熟,已经投入到实际应用中,但低浓度煤层气中的易于燃烧的气体浓度过低,容易处于爆炸的极限范围内,目前利用较少。

在实际使用过程中有大量的煤层气得不到有效利用。

在煤矿开采过程中,为了减少煤层气带来的危害,在开采前首先对煤层气预先抽空,导致大量的煤层气被排入到空气中,不仅造成能源浪费,也对环境造成了极大的危害,所以对于利用率较低的低浓度煤层气的开发和利用成为了研究热点。

煤制天然气甲烷化课件

煤制天然气甲烷化课件
特点
煤制天然气甲烷化技术具有高效、环保、可实现煤炭资源的 高附加值利用等优点,但也存在投资大、技术复杂等挑战。
煤制天然气甲烷化技术的历史与发展
历史
煤制天然气甲烷化技术最早起源于 20世纪初,经过多年的研究和发展 ,技术逐渐成熟。
发展
近年来,随着环境保护意识的提高和 能源结构的调整,煤制天然气甲烷化 技术得到了快速发展,成为煤炭清洁 利用的重要方向之一。
煤制天然气甲烷 化课件
目录
• 煤制天然气甲烷化技术概述 • 煤制天然气甲烷化技术原理 • 煤制天然气甲烷化技术设备 • 煤制天然气甲烷化技术经济分析 • 煤制天然气甲烷化技术安全与环
保 • 煤制天然气甲烷化技术未来发展
展望
01
煤制天然气甲烷化技术概 述
定义与特点
定义
煤制天然气甲烷化技术是一种将煤炭转化为天然气的过程, 通过一系列化学反应将煤中的碳、氢元素转化为甲烷(CH4 )。
煤制天然气甲烷化催化剂
煤制天然气甲烷化催化剂是实现 高效甲烷化的关键因素之一。
常用的催化剂有镍基催化剂、铬 基催化剂和铁基催化剂等,其中 镍基催化剂具有较高的活性和稳
定性。
催化剂的制备方法、活性组分和 载体对催化剂的性能有重要影响 ,选择合适的催化剂可以提高甲 烷化效率和降低副反应的发生。
03
煤制天然气甲烷化技术设 备
04
煤制天然气甲烷化技术经 济分析
投资成本分析
固定资产投资
包括甲烷化装置、配套设 施和辅助设备的购置、安 装费用。
流动资金投入
涉及原材料、燃料、水、 电等物资的采购和储备。
土地费用
获取项目所需土地的使用 权所需要支付的费用。
运行成本分析
01

煤制天然气甲烷化工艺温控优化

煤制天然气甲烷化工艺温控优化

改进措施:优化温度控制系统,提高温度稳定性
温控过程中的常见问题
温度波动过大:可能导致反应不充分或过度,影响产品质量和效率
温度控制不准确:可能导致反应条件不稳定,影响产品质量和效率
温度传感器故障:可能导致温度测量不准确,影响温度控制效果
温度控制策略不合理:可能导致温度控制效果不佳,影响产品质量和效率
持续优化:根据监测结果,对优化方案进行持续改进和优化
5
煤制天然气甲烷化工艺温控优化效果评估
优化前后效果对比
优化前:能耗高,效率低,产品质量不稳定
优化后:能耗降低,效率提高,产品质量稳定
具体数据:优化前能耗为XX,优化后能耗为XX;优化前效率为XX,优化后效率为XX
用户反馈:优化后产品质量得到明显提升,客户满意度提高
汇报人:
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煤制天然气甲烷化工艺温控优化
/目录
目录
02
煤制天然气甲烷化工艺概述
01
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03
煤制天然气甲烷化工艺温控现状及问题
05
煤制天然气甲烷化工艺温控优化效果评估
04
煤制天然气甲烷化工艺温控优化方案
06
煤制天然气甲烷化工艺温控优化发展前景与展望
技术突破与挑战应对
技术突破:新型催化剂、高效反应器、智能控制系统等
展望:实现煤制天然气甲烷化工艺的持续优化和升级,提高经济效益和环境效益。
发展趋势:绿色化、智能化、高效化
挑战应对:提高反应效率、降低能耗、减少排放等
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温控优化可以避免温度过高导致的设备损坏和生产事故
温控优化可以改善工作环境,提高生产安全性和环保性

煤基合成气制甲烷工艺流程、技术及催化剂研究进展趋势分析

煤基合成气制甲烷工艺流程、技术及催化剂研究进展趋势分析

煤基合成气制甲烷工艺流程、技术及催化剂研究进展趋势分析宋孝勇【摘要】随着社会经济的发展,工业生产、日常生活对于天然气等能源类的需求越来越大。

提高煤制天然气的生产效率,有利于缓解我国能源需求量增大与生产效率过低之间的矛盾,符合国家发展“能源节约型”和“环境友好型”社会的战略目标。

煤制天然气是煤炭高效清洁利用的重要途径,甲烷化是煤制天然气的关键反应。

推行煤基合成气制甲烷工艺创新,可以显著提高甲烷工艺的制备效率。

针对甲烷化反应的特点,对催化剂使用技术进行优化。

本文根据煤基合成气制甲烷工艺的技术细节展开讨论,提出几点优化制备流程的可行性建议。

%As social economic develops, the requirement for natural gas was more and more in industry and daily life. Improving production efficiency of coal gas could eased the problems of requirements is much higher than production efficiency. Coal gas is the main path of efficient cleaning and utilization. Methanation isthe key reaction for coal gas. Innovation of methane technique by coal based gas can raise preparation efficiency. The cat-alyst use was optimized according to the characters of methane reaction. Some advices were given for optimizing the preparation process.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】3页(P44-45,43)【关键词】制烷流程;催化剂;煤基合成;模拟研究【作者】宋孝勇【作者单位】盐城工学院,江苏盐城 224001【正文语种】中文【中图分类】TQ546.61.1 甲烷化工艺从煤基合成气制甲烷工艺的工艺流程来看,首先要对煤备料进行初期拣洗工作,将粗制煤炭中的杂质去除,然后在反应器中加入H2,使用加温设备将H2加热,等待产品混合气冷却之后,析出HCl,NH3和脱酸性气体H2S等,使用低温分离的方法将重质芳烃和轻质芳烃析出。

甲烷化技术的研究进展

甲烷化技术的研究进展

第50卷第3期2021年3月应用化工AppOoed ChemocaOIndusieyVoO.50No.3Mae.2021甲烷化技术的研究进展刘玉玺1,卿山s赵明2,梁俊宇2(1-昆明理工大学冶金与能源学院,云南昆明650093;2-云南电网有限责任公司电力科学研究院,云南昆明650051)摘要:甲烷化技术是从煤、焦炉气、电能等原料制取天然气的关键技术,有着重要的研究和实用价值%主要介绍了国内外甲烷化技术的发展概况,分析并比较了各项技术的工艺流程及其特点;对不同类型的甲烷化反应器以及操作工况对反应器影响的相关研究做了分析和总结;对甲烷化工艺关键技术问题进行讨论。

以期能为今后我国开展电转天然气过程中甲烷化技术的研究提供参考。

关键词:甲烷化;合成天然气;电转气;甲烷化反应器中图分类号:TQ221.11文献标识码:A文章编号:1671-3206(2021)03-0754-05Research progress of mettanation technologyLIU Yu-xi1,QING Shan1,ZHA0Ming2,LIANG Jun-yu(1.FacuOiyoaMeia O uegocaOand EneegyEngoneeeong,KunmongUnoaeesoiyoaScoenceand TechnoOogy,Kunming650093,China;2.Electric Power Research Institute,Yunnan Power Grid Co.,Lth.,Kunming650051,China)Abstract:Methanation technoOgy is a k—technoOgy to produce synthetic natural gas from coat,coke oa-en ga5,eOecieoceneegyand oiheeeawmaieeoaO,whoch ha5ompoeianiee5eaech and peaciocaOaaOue.Thoae--cte mainly introduces the development of methanation technoOgy a-home and abroad,analyzes and com-paee5ihepeoce5aOowand chaeacieeoioc5oaaaeoou5iechnoOogoe5,anaOyoe5and5ummaeooe5iheeeOaied ee-sexrch on dbferent types of methanation reactors and the influence of operating conditions on reactors,and discusses the k—technical problems of methanation process.It is expected to provide a reference for the research of methanation technoOgy b the process of power to synthetic nature gas in China in the future. Key words:methanation;synthetic nature gas;power-to-fas;methanation reactor天然气是一种清洁能源,使用安全性高,对环境的污染小,对我国大幅削减C02等温室气体排放具有重要价值%由于能源资源禀赋呈现“富煤、缺油、少气”的特点,我国一直在积极研究煤制天然气、焦炉气甲烷化以及电转甲烷储能等甲烷化工艺技术,提升天然气自我供给能力%其中,电转天然气技术(power-to-gas)是解决太阳能、风能发电波动性、随机性的有效方法,也是一种消纳电力系统富余电量的有效方法%我国三北地区风力、太阳能资源丰富,西南地区的水力资源充足,电转气技术可以充分利用富余的可再生电力,提供跨季节的存储能力和稳定的能源供应,具有良好发展前景%1甲烷化反应原理甲烷化技术就是利用催化剂使CO、CO2与H2进行反应,最终转化为CH4的工艺技术⑴。

煤制天然气工厂甲烷合成工艺探讨

煤制天然气工厂甲烷合成工艺探讨

煤制天然气工厂甲烷合成工艺探讨摘要:目前生物质能,温室气体等资源制备天然气已逐渐发展。

据报道,德国KIT的技术已经成功地利用生物质能生产合成天然气,并用新型蜂窝状催化剂成功地提高了工艺中甲烷化效率,提高了生物质能利用率。

在未来的发展中,我国若能利用好生物质能等其他资源,将其转化为天然气资源,必将促进我国天然气产业的发展,基于此,本文主要对煤制天然气工厂甲烷合成工艺进行分析探讨。

关键词:煤制天然气;工厂甲烷;合成工艺1、前言我国是一个富煤、贫油、少气的国家,适度发展煤制天然气,可以有效增加国内天然气供给,降低对外依存度,提高国家能源安全保障。

目前,国内已建成的大型煤制天然气工厂碳排放量高,仅原料煤的碳排放率就超过70%,与全球低碳发展理念不吻合,需要对现有煤制天然气工艺进行创新改进,以降低其CO2排放。

2、甲烷合成及现有工艺技术介绍在煤制天然气工厂,甲烷合成反应是指经过净化处理后的合成气反应生成CH4的反应,参与反应的组分有H2、CO、CO2,反应方程式如下:CO+3H2⇔CH4+H2O△H0298=-206KJ/molCO2+4H2⇔CH4+2H2O△H0298=-165KJ/mol甲烷合成反应是一个体积缩小的气固相强放热反应,平衡转化率随温度降低而升高。

煤制天然气的合成气中CO含量高(体积含量可超过23%),在绝热甲烷合成反应器内,反应器床层的热点温度高,影响催化剂的使用寿命,热点温度高也导致了设备和管道系统投资增加,甲烷合成工艺的关键在于如何降低反应热点温度,使催化剂工作在可承受的温度环境下,同时降低设备、管道的操作温度,增加装置操作安全性和降低装置建设投资。

目前主要的甲烷合成工艺主要有德国鲁奇(Lugri)的甲烷合成工艺、英国戴维(Davy)公司甲烷合成工艺(CRG)和丹麦托普索公司(TOPSOE)的TREMPTM甲烷合成工艺(下文简称三家公司的甲烷合成工艺),三家公司的甲烷合成工艺其反应器均采用绝热反应器,其热点温度受反应器入口温度、入口气体组分及压力等因素影响。

煤制气技术现状及工艺探究

煤制气技术现状及工艺探究

煤制气技术现状及工艺探究摘要:随着煤制气技术的应用,我国在煤制气方面取得了一定的成就,掌握当前煤制气技术现状对于进一步提高煤制气技术的应用具有重要意义。

本文主要就煤制气方法的技术现状及工艺研究分析如下。

关键词:煤制气;技术;工艺引言煤制气技术是发展煤基液体燃料、多联产系统、煤基化学品、IGCC发电以及制氢等多种产业的关键性技术,因此,煤制气技术的发展进步可以产生极大的辐射作用,带动多个产业发展。

现阶段,随着我国煤制气技术的发展进步,不仅有力推动了我国煤制气产业的发展,并且为煤炭化工行业提供了新的发展契机。

1煤制气方法的技术现状分析从实际角度来说,煤制气技术就是将天然的煤炭资源进行液化,将该类液化品可以进一步制成优品或在高温下进行气化,则可以进一步制成合成气[1]。

这类合成气可以进一步作为甲醇、合成油、天然气等相关的油气产品原料,正因这一系列的特殊性,让煤炭得到了更好的利用,能源利用最大化的同时,相关的成本也有所节约,同时能源方面的利用也渐渐最大化。

这一系列的技术特点让该类技术自身有了较为广泛的实际应用。

传统的煤矿开采技术自身是具备着一定的难度的,同时对于环境污染和环境影响也十分之大、难度较大、安全系数较低。

正因这一系列的特点,煤矿开采在现如今举步维艰,考虑到环境问题和安全问题,多个煤矿开采地都纷纷的停用和关闭。

而煤制气、煤制油等一系列的技术,极大程度地改变了现如今的困难,改变了现如今发展艰难的局面。

该类技术自身具备着较强的清洁环保的特点,同时便于提纯、方便储藏,运输等方面的要求也不高,具备着较强的经济价值的同时,对于能源利用的最大化也有了一定程度的保障,也符合现如今保护环境、绿色环保的号召。

针对这一项技术,其自身实际应用的经济价值、经济效益和社会效益十分之高,正因这一系列的特点,其实际应用的范围也有待进一步进行提高。

然而随着时代的发展和社会的变化,一系列的新能源技术越来越多,针对相关技术工艺的细节情况也需要进行详细的了解,从而更好地提升其实际应用价值和实际应用效果。

煤自燃生成甲烷的反应机理研究

煤自燃生成甲烷的反应机理研究
傅利叶变换红外光谱仪分析确定不同煤样在氧化自燃过程中在不同温度下生成的气体。 煤样在氧化自燃过程中生成气体的红外光谱图如图 1。
图 1 大同四台矿 11#层 8429 面实验煤样 133℃和 165℃生成气体红外光谱图 Fig.1 the infrared spectrogram of the DaTong SiTai mine 11# layer 8429 place experimental coal model producing
109.0009 109.416
109.4893 110.9269
A(52,49,58)
105.7472
111.4422 111.0765 95.05713 64.93826
A(52,49,56)
110.8341
发生在最高占有轨道中电子云密度最大的某个基团的原子部位上。煤分子中侧链基团各原子
的电荷密度分布见表 1。
表 1 煤分子的前沿轨道分析
Tab.1 coal molecule front orbit analysis
基团名称 轨道能级
-CH2- NH2 电荷密度
-CH2-CH=CH2 电荷密度
-CH2-CH2-CH3 电荷密度
(bond length R, the unit: Å ; bond angle A, dihedral angle D, the unit: degree)
第 240 页
MI1
TS1
MI2
TS2
MI3
R(46,49)
1.5411
1.5494
1.5416
1.5122
1.5082
R(49,58)
1.4445
煤自燃生成甲烷的反应机理研究

我国焦炉煤气甲皖化利用技术的进展

我国焦炉煤气甲皖化利用技术的进展

焦 炉 煤 气 甲烷 化 利 用 前 景
2 1 年 我 国 焦 炭 产 量 达 01
多 国家 都将 L G列 为首 选 燃料 , 气体 绝热温升约为 5  ̄ N 0C。 天 然气 在 能 源供 应 中正 以每 年 约
第三 步 是 甲烷 分 离 提 纯 :甲 4 79万 c 27 ,即 同时产 生至 少 10 70
图1 焦 炉煤气 制天然气 工艺流程
优劣 ,逐 步 实 现规 模 化 ,解 决 工
得到液化天然气 (N 。 L G)
第二步是焦炉煤气 甲烷合成 : 艺参 数 的优 化 ,扩 大 高压设 备 的 的研 发 ,开发 适 合 中 国实 际 的廉
L NG是通 过在 常压 下气 态 的 其 目的 是 使 焦 炉 煤 气 中 的 C 国产 化 问题 ,科 研 院校 抓 好技 术 O、 天 然气 冷 却 至 .6 c 12 C,使 之凝 结 C : H 进行反 应生成 c- 。 O与 : I I , 成液体 , 以大大节约储存空 间及 可 甲烷合成反 应是强放 热反应 , 价催 化 剂及 高 效 分离 元 件 ,促 进
燃 烧后 产 生 的污 染 仅为 液化 石 油
气 的 1 ,煤 的 180 / 4 /0 。 由于 焦 炉 煤 气 富 含 H 、C : H 与C O,因此可 通过 甲烷化 反应来
提高 热值 ,使 绝 大部 分 C O、C : O 转化成 c ,经进 一步分离提纯后
可 以得 到 C 4 H 体积 分数 9 % 以上 0 的合成 天然气 (NG ,再经压缩得 S ) 到 压缩 天 然 气 (NG ,或经 液 化 脱硫 ,使 总硫含量降低到 01p C ) . m。 p

是 市场 处 于 快 速 发 展期 ,二是 准 G 18 0— 19 ,且部 分 数 据 不 到 世 界 平 均 水 平 的 1 %,近 5 0 B 72 99

煤基合成气制甲烷工艺与催化剂研究进展

煤基合成气制甲烷工艺与催化剂研究进展

煤基合成气制甲烷工艺与催化剂研究进展宗弘元;余强;刘仲能【摘要】The production of synthetic natural gas( SNG)is an important route of the highly efficient and clean utilization of coal. The key reactionof coal to SNG is methanation,which is strong exothermic, reversible and reduced volume after the reaction. In order to get high methane yield,the measures of multistage adiabatic cycle to dilute CO and shift/purificationof syngas was adopted. The existing traditional process of methanationand their characteristics were summarized. On this basis,the methanation processes were compared,and the development of novel sulfur-tolerant methanation process for coal to SNG was proposed and discussed. The hydrothermal stability of conventional Mo-based sulfur-tolerant methanation catalysts needs to be improved because of low space velocity and conversion of raw materials. The future research trend of coal to SNGis the development of multistage sulfur-tolerant methanation processes and their corresponding catalysts with high performance.%煤制天然气是煤炭高效清洁利用的重要途径,甲烷化是煤制天然气的关键反应,具有强放热、可逆和体积缩小的特点。

《煤炭厌氧发酵产甲烷方法初步研究》范文

《煤炭厌氧发酵产甲烷方法初步研究》范文

《煤炭厌氧发酵产甲烷方法初步研究》篇一一、引言随着全球能源需求的增长和传统能源的逐渐枯竭,煤炭作为重要的化石能源之一,其高效利用和清洁转化成为研究的热点。

近年来,煤炭厌氧发酵产甲烷技术因其能将煤炭资源转化为清洁、高效的能源而被广泛关注。

本论文将就煤炭厌氧发酵产甲烷的方法进行初步研究,以期为该领域提供理论支持和实际应用指导。

二、煤炭厌氧发酵产甲烷的基本原理煤炭厌氧发酵产甲烷是一种生物化学过程,主要通过微生物在无氧或低氧环境下将煤炭中的有机物转化为甲烷气体。

这一过程包括水解、酸化、乙酸化和甲烷生成等阶段。

煤炭中的有机物在微生物的作用下被分解为有机酸,进一步转化为乙酸和氢气,最终在甲烷菌的作用下生成甲烷。

三、煤炭厌氧发酵产甲烷的方法研究1. 原料准备:选择合适的煤炭原料是关键。

本研究所选用的煤炭应具有较高的有机质含量和适宜的碳氮比,以利于微生物的生长和代谢。

2. 预处理:对选定的煤炭进行破碎、筛分和洗涤等预处理,以提高其可生物降解性。

3. 接种与培养:向预处理后的煤炭中加入适量的微生物接种物,并进行适当的培养,以促进微生物的生长和代谢。

4. 发酵过程控制:控制好温度、pH值、发酵时间等参数,以保证厌氧发酵过程的顺利进行。

5. 产物收集与利用:将产生的甲烷气体进行收集,并对其纯度和产量进行检测。

同时,对产生的残渣进行资源化利用,如作为有机肥料等。

四、实验方法与结果分析1. 实验方法:本实验采用不同的煤炭原料和微生物接种物进行对比实验,通过调整温度、pH值等参数,观察其对厌氧发酵过程和产甲烷效果的影响。

2. 结果分析:通过对比实验数据,发现适宜的煤炭原料和微生物接种物对厌氧发酵过程具有显著的促进作用。

同时,适宜的温度和pH值也有利于提高甲烷的产量和纯度。

此外,对残渣进行资源化利用,可以实现废弃物的减量化、资源化和无害化处理。

五、讨论与展望通过对煤炭厌氧发酵产甲烷方法的初步研究,我们发现该方法具有以下优点:一是能够充分利用煤炭资源,实现清洁、高效的能源转化;二是能够产生清洁的甲烷气体,减少环境污染;三是能够对残渣进行资源化利用,实现废弃物的减量化、资源化和无害化处理。

煤制甲烷小型高温高压反应器的研究和开发

煤制甲烷小型高温高压反应器的研究和开发

TQO 1 3 5 .
0 引 言
化工生产 和研究 中常 常涉及到 高温高压 反应工
艺条 件 , 煤 的 甲烷 化 和 二 氧 化 碳 重 整 甲烷 的 研 如 究[ ]需要 在高温 高压 ( 5 C,0MP ) 件下 进 】 , 9 0。 1 a 条
在反应 器 内壁 至石英 管外壁 之间填充 一定厚度
表 1 热 电偶 尺寸
Ta l 1 Th r c u l a u e n s be e mo o p e me s r me t
1 小 型 高温 高压 反 应器 设 计 思路
石英 管为惰性 材料 , 其本身对 反应 的影响很 小 ,
而且抗腐蚀性 能好 . 了排 除反 应管 本 身对 本 实 验 为
通 过反应 器壁密 封绝 缘 柱 引 出与 外部 电 源接 通. 导 线 接 口由绝缘材料 包 裹 导 电棒 构成 . 用 这一 技术 采
不仅 解决 了反应器 的密 封 问题 , 而且 也 解决 了导线
釜在 高温下工作 , 其不 能够 承受较 高的压力 . 针对这

现 实问题 , 实验 研究 开 发 出一 种 能 同时 满足 高 本
的影响 因素 , 用 内径为 3 选 0mm, 长度为 9 0mm 的 5
石英 管作为填 装催化剂 的反应 管. 但是 , 石英 管不 能 够承受 较高压 力 , 以在 石 英 管和 反 应器 保 温材 料 所
之间设 计 了气 体平衡 通 道 , 得石 英 管 内外 的压 力 使
能达到 平衡 , 石英 管在 高温和平 衡压力 下工作 , 而且 气体流 动达到稳定 时 , 英管外 气体流 动为滞流 , 石 这 样 把流动对 反应 的影响 降到最低 .

《变压吸附法富集低浓度煤层气中甲烷的工艺与过程研究》范文

《变压吸附法富集低浓度煤层气中甲烷的工艺与过程研究》范文

《变压吸附法富集低浓度煤层气中甲烷的工艺与过程研究》篇一一、引言随着煤层气的开采和利用逐渐增加,如何高效地提取和利用其中的甲烷成为了研究的热点。

煤层气主要由甲烷组成,但由于其浓度较低,直接利用存在一定困难。

变压吸附法作为一种有效的气体分离技术,被广泛应用于低浓度煤层气中甲烷的富集。

本文将详细探讨变压吸附法的工艺与过程,以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、变压吸附法的基本原理变压吸附法是一种基于气体组分在吸附剂上吸附差异的气体分离技术。

在一定的压力下,甲烷分子与吸附剂表面发生物理或化学吸附,从而与其他组分分离。

随着压力的降低,甲烷分子被释放并得到富集。

该过程通过循环变换压力,实现对低浓度煤层气中甲烷的富集。

三、变压吸附法的工艺流程1. 原料气的预处理:对原始的煤层气进行除尘、脱水等预处理,以保证后续的吸附过程顺利进行。

2. 吸附过程:将预处理后的煤层气通过管道引入变压吸附装置中,在一定的压力和温度下进行吸附过程。

此过程中,甲烷分子被吸附剂吸附,而其他组分则被分离出来。

3. 压力变换:当吸附剂达到饱和状态时,通过降低压力使甲烷分子从吸附剂上解吸出来。

此过程中需注意保持温度和湿度的稳定,以减少能量损失。

4. 气体输出与回收:将解吸出的甲烷气体进行净化、提纯等后处理,以获得较高纯度的甲烷产品。

同时,对剩余的气体进行再循环或排放处理。

5. 吸附剂的再生:将吸附剂进行再生处理,以恢复其吸附能力,循环使用。

四、变压吸附法的关键技术1. 吸附剂的选择:选择具有高吸附能力、高选择性和高稳定性的吸附剂是关键。

常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等。

2. 操作条件的优化:包括操作压力、温度、湿度等参数的优化,以提高甲烷的富集效率和产品纯度。

3. 设备的维护与保养:定期对设备进行维护和保养,保证设备的正常运行和延长使用寿命。

五、结论变压吸附法作为一种有效的低浓度煤层气中甲烷富集技术,具有较高的实用性和广阔的应用前景。

本文通过对变压吸附法的基本原理、工艺流程及关键技术的分析,希望能为相关领域的研究和应用提供有益的参考。

煤制天然气甲烷化催化剂及机理的研究进展

煤制天然气甲烷化催化剂及机理的研究进展

煤制天然气甲烷化催化剂及机理的研究进展煤制天然气是一种重要的清洁能源,可以利用富余的煤炭资源,减少了对石油的依赖,同时也减少了对环境的污染。

煤制天然气的制备过程中,甲烷的合成是关键步骤之一,催化剂在该过程中发挥着重要的作用。

相对于其他合成气合成甲烷方法,煤制天然气甲烷化的反应条件温和,成本较低,因此备受关注。

本文将介绍煤制天然气甲烷化催化剂及机理的研究进展。

1. 催化剂种类(1)镍基催化剂镍基催化剂是煤制天然气甲烷化反应中常用的一种催化剂。

其中,加入了钾和铜等掺杂改性的镍基催化剂具有更高的活性和稳定性,其主要机理是镍与CO2在催化剂表面形成的活性中间体经过穿越吸附态烷基化开环后再脱附得到甲烷。

此外,钠基、铁基、钴基和镉基催化剂等也被广泛研究。

(3)贵金属催化剂贵金属催化剂主要包括铑、铱和铂等。

研究表明,这些催化剂的催化活性与CO2的吸附能力有关,CO2的吸附能力越强,其反应活性就越高。

此外,添加硫和氯等掺杂改性剂也能够促进甲烷的合成。

2. 机理研究煤制天然气甲烷化反应机理主要包括五种途径:(1)CO2还原反应途径:CO2被还原为CO,随后与H2发生Fischer-Tropsch合成反应并生成甲烷。

(3)水煤气变换反应途径:CO和H2在催化剂的作用下生成甲烷的同时,也会生成一部分CO2和H2O。

(4)气相氢甲酸反应途径:该反应是由低碳酸性离子催化的,碳酸盐型离子可通过CO2和H2O气相反应生成。

(5)单分子路途径:催化剂表面上的吸附态CH3产生甲烷。

总之,煤制天然气甲烷化反应过程中,催化剂不仅仅是作为反应物中心,还扮演着催化剂表面反应活性中心的角色。

催化剂的有效改性和研究对于提高甲烷的产率和选择性具有重要意义。

煤制天然气甲烷化技术研究

煤制天然气甲烷化技术研究

煤制天然气甲烷化技术研究摘要:煤制天然气技术实施过程中具有流程复杂、控制难度大的特征,同时其中对于温度的掌控要求很高。

其中,甲烷化技术在煤制天然气中最为关键。

结合煤制天然气甲烷化技术的基本定义与特征,首先分析了我国煤制天然气甲烷化技术的发展现状,其次对煤制天然气技术的实现流程进行了解析,并在最后对煤制天然气甲烷化反应技术的优化策略进行了探讨,希望可以进一步提升甲烷化反应技术在煤制天然气中的应用效果,促进行业的发展。

关键词:煤制天然气;甲烷化反应;技术研究引言我国是一个多煤少气的国家,由于煤炭资源十分丰富,所以利用煤制天然气的方式来补足能源方面的缺口就显得尤为关键。

随着我国商品经济的快速发展,目前经济因素与环保因素都在很大程度上促进了煤炭行业的规范化,许多地区都出台了本地的行业标准与环保技术要求,这也使得煤制天然气的生产技术更加复杂,需要做好技术引导与创新,适应国家可持续发展的要求。

为了进一步阐述煤制天然气甲烷化技术的应用优化策略,现就其基本特征介绍如下。

一、煤气甲烷化技术概述煤制天然气甲烷化是一种通过将二氧化碳、硫化氢脱除后剩余的部分气体中所含的氢气、一氧化碳及少量二氧化碳在镍催化剂的影响作用下形成甲烷的反应方式,该反应方式的基本原理就是通过甲烷较高的热值来为能源行业提供丰富的功能需求。

在甲烷化的制作过程中,不同类型的热值产品能够适应不同的工业、生产与生活需要。

其中甲烷化后的气体的热值往往可以达到原煤制气的2~3倍,资源的综合利用效率得到了显著的提升。

其中,由于热值整体水平与天然气接近,甚至理化性质也几乎相同,所以可以与天然气进行混合使用,大大拓宽了技术应用的规模与范围。

在煤制气甲烷化处理过程中,能够将煤制气体中的有毒物质转化为无毒物质,这样一来在燃烧过程中出现“煤气中毒”的类似问题的概率也会大大降低,通过将煤气的热值提升数倍,也可以在相对有限的城市管网运输环境中完成更高热值的传递与运输,相当于在一定程度上降低了输气的成本,减少了制气环节的理论压力,更是提升了产品的附加值,对于企业而言也可以获得更为丰厚的报酬。

中国科学院大连化物所煤制天然气甲烷化技术取得突破

中国科学院大连化物所煤制天然气甲烷化技术取得突破

f a u e b o h mia e t r , ic e c l& p y ilg c lc a a t rsisa d p ril1 S r h soo ia h r ce itc n a ta 6 DNA e u n ea ay i. ea i t s q e c n lss Th bl y i o e r d n — e a e a ede e n r wt i eiso adsr i r t d e y s a i gfa k t ss I f g a ig n h x d c n / is l dg o hk n tc fs i tan we es u id b h kn ls e t. t d a

Ya a Tu o u , a g Qio e g, n Ja a o M n, o Ba h a W n a fn Ya ib o
( o lg f C e c lEn i ern n c n lgy, h nUnv riyo ce c n e h oo y, h n 4 0 8 ) C le eo h mia g n e ig a d Teh oo Wu a iest f S in ea d T c n lg Wu a 3 0 1
该 成 套 技 术 以 馏 分 油 为 主要 原 料 , 裂解 炉 首 次 全 部 采
用 国产 化 C L裂 解 技 术 , 开 发 、 计 、 成 首 台 0 1 / B 并 设 建 . 5Mt a 双 炉 膛 裂 解 炉 , 现 了 分 炉 膛 烧 焦 。运 行 结 果 表 明 , 解 炉 实 裂 技 术 及 大 型 化 工 程 设 计 达 到 国 际 领 先 水 平 。 在 与 国外 公 司 合作 开 发 的 1Mt / 烯 回收 工 艺 包 中 , 成 了多 项 中 国 a乙 集

煤制甲醇变换工段研究现状

煤制甲醇变换工段研究现状

煤制甲醇变换工段研究现状
一、基础研究
在煤制甲醇的基础研究中,研究人员通过实验和理论计算等手段,不断深入探索煤炭气化、甲醇合成等关键步骤的机理和影响因素。

研究人员发现,催化剂的性能、反应条件、反应器设计等因素对煤制甲醇的效果有重要影响。

通过优化这些因素,可以提高甲醇的选择性和产率。

二、催化剂开发
催化剂是煤制甲醇过程中的核心要素之一。

研究人员通过改变催化剂的组成、结构和制备方法等方面,不断提高其催化活性和稳定性。

目前,常用的煤制甲醇催化剂包括铜基、锌基和铝基等金属催化剂。

研究人员还通过改变催化剂的形貌和掺杂其他元素等手段,进一步提高催化剂的性能。

三、工艺优化
煤制甲醇的工艺优化是提高甲醇产率和能源利用效率的关键。

研究人员通过改变反应器的结构、气流分布和传热方式等方式,优化反应条件,提高甲醇的选择性和产率。

此外,研究人员还通过改变原料配比、提高气化效率等措施,降低生产成本和环境污染。

总结起来,煤制甲醇变换工段的研究现状主要集中在基础研究、催化剂开发和工艺优化等方面。

通过深入研究和创新,可以提高煤制
甲醇的效率和环保性能,推动煤炭等碳基资源的高效利用。

未来,我们还需要进一步研究和发展煤制甲醇的新技术和新工艺,为能源转化和碳减排做出更大贡献。

煤制气技术现状及工艺探究

煤制气技术现状及工艺探究

煤制气技术现状及工艺探究摘要:煤制气技术是发展煤基液体燃料、多联产系统、煤基化学品、IGCC发电以及制氢等多种产业的关键性技术,因此,煤制气技术的发展进步可以产生极大的辐射作用,带动多个产业发展。

煤炭是煤化工企业生产阶段的常用原材料之一,其历经化学加工过程,使煤炭转变成不同样态(气、液、固态)燃料及化学品,也能生产制造出多种化工品。

因此选择何种技术,需要针对实际情况合理选择。

本文简要阐述煤制气技术的发展现状,具体研究三种煤制气方法的工艺。

关键词:煤制气技术;现状;工艺引言煤制合成气指以煤或焦炭为原料,以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气等为气化剂,在高温条件下通过化学反应把煤或焦炭转化为气体的过程,其有效成分包括一氧化碳、氢气和甲烷等,可作为原料气合成多种化工产品。

现阶段,随着我国煤制气技术的发展进步,不仅有力推动了我国煤制气产业的发展,并且为煤炭化工行业提供了新的发展契机。

1煤气化技术发展现状我国的煤炭储量大,但是对于煤炭资源的利用并不充分,煤制气行业的发展比较缓慢,采用的煤制气技术比较落后。

20世纪90年代初期,我国才拥有自主研发的煤制气技术,也就是喷嘴对置式煤气化技术,但与国外的工艺相比,仍存在一定的差距。

后续我国又自主研发了灰熔聚煤气化技术,该技术属于流化床气化,是我国第二代煤制气技术,在原有基础上取得了极大进步,推动了国内煤制气行业的发展。

但整体而言,我国的煤制气技术仍有较大的提升空间。

2煤制合成气行业工艺流程2.1煤制合成气单元煤制合成气单元主要环节包括备煤储运、煤气化、变换、低温甲醇洗、酸性气处理等。

备煤储运主要为原煤仓储、输送过程,该过程产生颗粒物G1。

煤气化过程中,原料煤加入一定量的水和添加剂后,送往磨煤系统制成水煤浆,水煤浆和高压氧气送入气化炉,在此反应生成粗煤气,其主要成分有CO、H2、CO2、H2O 和少量的CH4、H2S等,煤气化煤浆制备环节产生颗粒物G2。

粗煤气中CO、H2含量较大,根据后续化工产品合成需求,需通过变换调整原料气的碳氢比例,变换反应过程主要是在催化剂作用下,原料气中的CO与H2O反应生成相应量的CO2和H2,变换反应过程中不凝气G3送火炬燃烧系统后,主要污染物为NO x、SO2。

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中用煤直接制甲烷的工艺 。该工艺除发生上述化学
反应外 ,还发生下述反应 。文献[ 3 ]已讨论了煤制甲
烷过程中发生的主要化学反应 。
C + H2 →CH4 ,
Δ H = - 84. 3 kJ / mol
(6)
2 煤间接制甲烷催化剂及工艺
煤间接甲烷化是将原料气先进行变换 ,再甲烷 化 ,发生的主要化学反应有 (3) 和 (4) 。由于在反应 过程中有积炭反应存在 (2CO →C + CO2) 造成催化剂 床层堵塞 ,使催化剂失活 ,所以催化剂的选择很重 要 。根据催化剂的耐硫特性 ,可分为间接非耐硫工 艺和耐硫工艺 。
Abstract : The paper introduces t he basic research on coal met hane and its technological development and application at home and abroad. The technology of conversion from coal to met hane can be divided into two types2indirect and direct met hanation. The technology of indirect met hanation is mainly on t he research and development of sulfur2tolerant catalyst , and t he met hanation technology of synt hesis gas wit h sulfur2tolerant catalyst has been industrialized. Currently t he research on t he direct met hanation from coal comes into being a new central issue in research and development on t he clean coal tech2 nology. Key words : coal met hane ;met hane ;met hanation ; catalyst
30 %。至此原料煤气已经达到甲烷化催化剂的要
求 ,总硫含量小于 0. 2 ×10 - 6 ,再经电加热器进入串
联的 4 个绝热甲烷化反应器 ,产品煤气经冷凝分离
出水分后得产品甲烷气 。
该甲烷化工艺 ,经过 1 000 h 试验 ,催化剂活性
变化很小 ,性能稳定 ,且起始温度低 ,寿命达一年之
久 。在空速为 1 500 h - 1时 ,CO 转化率达 95 % ,甲烷
2. 1 间接非耐硫甲烷化 丹麦 Tops e 公司开发的 TREM P[4 ] ( Tops e′s
Recy2cle Energy2efficient Met hanation Process) 甲 烷 化工艺 ,采用 MCR22X 催化剂 ,将投入到三个串联的 绝热甲烷化反应器中 H2/ CO 按化学计量比 3∶1 的 混合气 ,发生反应 ,反应器温度用循环气压缩机来控 制 ,第一个反应器出来的气体经过两级冷却器冷却 后 ,进入第二 、第三级反应器继续反应 。催化剂的优 点是使用温度范围宽 (250 ℃~700 ℃) ,CO 转化率 高 ,甲烷选择性大 ,催化剂寿命长 ,工业示范运行 4 × 104 h 。但催化剂不耐硫 。该甲烷化工艺具有如下特 点 :a) 生产高压过热蒸汽 ; b) 低投资 ;c) 产品富甲烷
收稿日期 :2008209225 基金项目 “: 973”计划 (2005CB221202) 和山西省自然科学基 金 (20051020) 项目资助 。 第一作者简介 :王莉萍 ,1985 年生 ,女 ,陕西榆林人 ,太原理工 大学化学工程与工艺专业在读硕士研究生 。
有效利用率 。笔者课题组开展的国家“973”资助项 目 ———“气化煤气和热解煤气共制合成气多联产”小 试也已表明 ,煤制合成气和制甲烷工艺过程具有热 能利用率高的特点 ,同上述热能有效利用率排序一 致 。煤制甲烷是煤清洁利用的一条新途径 ,是解决 我国煤炭粗放型利用的有效方式之一 ,符合我国特 殊能源结构的国情 。
选择性为 65 % ,煤气增热为 3. 0 MJ / m3 。但过程所
用催化剂不耐硫 。
中国科学院大连化学物理研究所开发的 M3482
2A 型常压耐高温煤气直接甲烷化工艺[6 ] ,用水煤气
作原料气 ,然后经气水分离器除去夹带的少量水分 ,
进入第一换热器换热 。为使出口气体硫含量控制在
0. 2 ×10 - 6以下 ,首先得在精脱硫器脱硫 ,精脱硫后
的气体进入第二换热器后再经脱氧器 ,使气体中氧
含量小于 3 ×10 - 6 ,最后再进入甲烷化反应器 。其反
应热由液态导热载体带入废热锅炉回收蒸汽 。甲烷
化后的产物经换热器 、冷却器降至常温 ,进入气水分
离器 ,除水分后进入煤气输配系统 。甲烷化前后煤
气的组成见表 2 。
表 2 甲烷化前后的煤气组成
2009 年第 1 期 王莉萍 ,等 :煤制甲烷基础研究和工艺开发进展 2009 年 2 月
上述各工艺所用催化剂均系传统非耐硫镍系甲 钾或锰氧化物等 。尽管这样的催化剂对反应是有效
烷化催化剂 。此类催化剂多以 Fe 、Co 或 Ni 为主要 的 ,但此类催化剂对硫含量很敏感 ,容易中毒 。表 3
反应 ,且平衡常数随着温度的升高而降低 ,为了得到
合适的 H2 浓度 ,反应温度通常需控制在 450 ℃以内。 反应 (4) 和 (5) 是强放热反应 ,通常在温度为 400 ℃左
右进行 。
煤的直接甲烷化是煤在一定的温度和压力下用
煤直接制产品富甲烷气的工艺 。煤直接制甲烷没有
明显的煤气化和甲烷化两个过程 ,是在一个反应器
The Basic Research on Coal Methane and Its Technological Development WANG Li2ping ,ZHANG Yong2fa
( Key Laboratory of Coal Science and Technology of Shanxi Province and the Ministry of Education , Taiyuan University of Technology , Shanxi Taiyuan 030024 , China)
美国匹兹堡能源中心
镍 + Al2O3
6. 35
2. 00
400
合成代用天然气
2 不详 美国芝加哥煤气化研究所 镍 + 硅藻土 6. 35 ×6. 35 常压~6. 30
活性组分负载于硅藻土 、浮石 、石棉 、SiO2 或 Al2O3 上 ,其助剂为氧化镁 、氧化铝 、氧化钾 、氧化钙 、碳酸
是根据有关资料整理出的一些国外早些年开发的非 耐硫甲烷化催化剂[7 ] 。
表 3 几种非耐硫甲烷化催化剂
编号 型号
开发者
组成
型状/ mm 操作压力/ MPa 温度/ ℃
用途
1 不详
2009 年第 1 期 (总第 52 期)
能源建设
2009 年 2 月
煤制甲烷基础研究和工艺开发进展
王莉萍 , 张永发
(太原理工大学 教育部和山西省煤科学与技术重点实验室 ,山西 太原 030024)
摘 要 : 介绍了国内外煤制甲烷的基础研究和工艺开发及应用进展 。煤制甲烷技术分为间接甲烷化和直接甲烷 化两大类 。间接甲烷化工艺以耐硫催化剂的研究开发为主 ,合成气耐硫甲烷化工艺正在产业化 。而煤的直接甲烷 化研究是目前洁净煤技术研发的新热点 。 关键词 : 煤制甲烷 ;甲烷 ;甲烷化 ;催化剂 中图分类号 : TQ53 文献标识码 : A 文章编号 : 1674239972(2009) 0120051205
1 煤制甲烷的基本原理
煤制甲烷工艺分为间接甲烷化和直接甲烷化 。
间接甲烷化 ,也称两步法煤甲烷化工艺 ,第一步
指制煤气的过程 ,第二步指煤气化产品 —合成气 (经
净化和调整 H2/ CO 比后的煤气) 制甲烷的过程 。煤 间接甲烷化过程中的主要化学反应如下 :
a) 在水蒸汽和氧气存在下 ,首先通过气化煤来
该工艺所用催化剂 M34822A 不耐硫 , 因而必须 先对原料气进行粗脱硫和脱氧 , 然后才可进入等温 式固定床反应器进行甲烷化反应 。经甲烷化后煤气 的热值可达 14 654 kJ / m3 ,CO 含量可控制在 10 %以 下 ,达到了城市煤气的质量要求 。
该催化剂性能稳定 ,活性 、选择性高 ,CO 转化率 达 80 %~90 % ,甲烷选择性在 60 %~70 % ,抗积炭 良好 ,催化剂寿命 0. 5 年~1 年 。但该工艺脱硫剂成 本较高 。
2009 年 2 月
煤水蒸气气化反应 (1) (2) 为吸热反应 ,加入氧
气的作用是燃烧部分碳提供过程所需的热能 。
b) 气体的净化 ,主要是脱除酸性气体 CO2 和含 硫化合物 。
c) 利用水煤气变换反应调节 H2/ CO 2 + H2 ,
Δ H = - 41 kJ / mol
0 引言
近年来 ,随着国际社会对全球气候变暖问题的 关注以及我国签订《京都议定书》后 ,国内节能减排 步伐的加快 ,加之世界性的能源紧缺 ,煤基气态能源 产业开始受到全球的广泛关注 。所谓煤基气态能源 产业是指以煤炭为原料 ,通过综合加工转化成气态 终端产品[1 ] ,如 CH4 和 H2 等产品的产业 。目前 ,煤 的加工转化利用技术主要有煤制油 、煤制甲醇/ 二甲 醚以及甲醇制烯烃 、煤制合成气/ 合成天然气等 。不 同利用技术的热能有效利用率为 :煤制油 (26. 9 %~ 28.6 %) < 煤 制 甲 醇 ( 28. 4 %~ 50. 4 %) < 煤 发 电 (40 %~45 %) < 煤制合成天然气 (53 %) < 煤制合成 气 (82. 5 %) [2 ] 。其中 ,煤制合成天然气和煤制合成 气工艺的热能有效利用率明显高于其他工艺的热能
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