煤制天然气工艺技术

的气 化技术 主要有 如下几种 。
１ ）Ｌ ｕ ｒ ｇ ｉ碎煤 加压气化 技术
为 第一代 煤制 天然气 气化 技 术，出现在 上世纪 ３ Ｏ 年代 ，采用
自热、逆流 移动床 的生 产方式 ，以氧 一水 蒸气 为氧化 剂 ，从 顶部
闸 斗仓送入 煤块 ，煤块 加入气 化炉 后经干 燥 、干馏 、气化 、燃烧
对 保护 国家 能源 安全有着 重要 的战略 意义 。
换 热器释 放反应 热量 ，即便 如此 ，甲烷化反应 仍然 需要逐步进 行 ， 在 多个 反应器 中加深 反应程 度 ，逐级释 放热量 ，采用 多步气 体循
环 的方式 进行逐 级冷 却。
关注 的重 点。
该项 技术 中使 用了大 导热系 数、大 热容 的液相惰 性介质 ，实
现 了甲烷化 反应热 量的迅 速释放 ，营造 了类似 恒温 的反应 条件 ， 维持合 成反 应在最 佳动 力学 一化 学平衡 状态 ，降低 了 甲烷化 反应
门 限温 度 ，避免 了催化 剂在 高温反 应 中出现 的失 活 问题 。 。 。该 工 艺使用 的反 应设备 是一种 搅拌 釜式 的反应器 ，外 部配备 加热和 保 温装置 ，内部配备 冷却 盘管和 气体分 布 、气 液分 离器装 置 ，原料 气进入 液态 反应床 之后 ，在液 相 中和 催化 剂充分接 触 ，在全 混流
３ 结束语
煤制 天然 气是非石 油原料 生产 石油产 品的重 要技 术手段 ，能 够 为 国家 提供 天然气供 应 ，同时解 决煤 炭燃烧 造成 的污染 问题 ， 同时获得 了较 高的 能量效率 ，是一 种高 效的煤 炭资源 利用 效率 ， 我 国煤炭 资源 储量相对 丰 富，采用 煤制 能源产 品代 替石油产 品 ，
状态 下完成反 应 ，温 度控制 简单有 效 ，催 化剂选 择性更 强 。
现阶段 ，煤 气化工 艺主 要有蒸汽 一纯 氧气化 、加氢 气化 、催 化蒸 汽化 三类 。 纯氧化 工 艺是一种传 统 的煤气化 工 艺，煤和 纯氧加入 气化 炉
发 生气化 反应 ，这是 一种 比较成熟 经济 的气化方法 ，美 国大平 原
的高温直接 融化 炉渣 ，自动 流到炉底 收集池 ，煤粗 气从上 部排 出。
２ 煤制天 然气工 艺
介绍 几种 国 内已经投入 工业化 生产 的成熟煤 制天 然气生 产工
艺 和先进 的气化 技术 。
２ ． １ 固定床 甲烷化
甲烷 化反应 是一种 强放 热反应 ， 固定床反应 器 中添加 了列管
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化 学 与 环 境 工 程
煤 制 天 然 气工 艺技 术
王腾 飞
（ 西京学院应用统计 与理学系 ，陕西 西安
摘
７ １ ０ １ ２ ３ ）
要 ：煤制天然气是一种高效率的清洁能源转化技术，能够有效消除煤直接燃烧造成 的空 气污染和废渣问题 ，对缓解国内能源供应和环境问题
后 ，使用刮 刀清 除煤渣 ，氧化 计通 过喷嘴 进入 气化炉 底部 ，借助
炉 篦使之 和逆 流煤充分 反应 ，生成 煤粗气 ，经 气化炉 顶排 出，接 受进 一步 的洗涤冷 却 。
２）Ｂ Ｇ Ｌ碎煤熔 渣气化技 术
分 离 回收困难 ，且催 化剂 的失活 问题 比较严重 ，短时 间 内难 以克
服。
该项技 术是英 国煤气 公司和 德国鲁奇 公司对 鲁奇 公司原 ４型
炉 的改制 ，是 一种液态 排渣 固定床 加压气 化技 术 ，相 比于 固态排 渣 ，反应 设备 更加简 单 ，炉 篦 以渣 池代 替 ，煤 从顶部 加入 ，迎着 气流 向 下移动 过程 中分别经 过干燥 、干馏 和气 化燃烧 ，气化 剂经 气 化炉底 部喷 嘴喷入 ，使气化 炉底 部维持 在搅 动燃烧 状态 ，产生
之 间的 矛盾 有 着 重要 意义 ， 本 文主 要 研 究煤 制 天 然 气技 术 ，总 结分 析 了煤 制 天然 气技术 的 发展 现 状和 瓶 颈 ， 并 着重 研 究 了固 定床 甲烷 化技 术 和 两
种 气化技 术 ． 。
关键 词 ：煤制天然气：催化剂：工艺
中 图分类号 ：０ ６ ４ ３ ． ３ ６
文献 标志码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ６ ７ ２ — ３ ８ ７ ２（ ２ ０ １ ５ ）１ ２ ０ ０ ９ ４ Ｏ ｌ
３ ）浆 态床 甲烷化 工艺
１ 煤制天然气技术概况
煤制 天然气 首先将煤 气化 生成合 成器 ，之后进 行一氧 化碳 变 换净 化 ，再接 受甲烷化 反应 ，生成 天然气 。现阶段 ，煤 制天然 气 已经 有 了成熟 的技术 ，气化技 术革新 和催化 剂 的选 择成 为了研 究
然气 反应成 本 ，提 高反 应效率 有着 重要意 义 。现 阶段 ， 比较 成熟
从 甲烷蒸汽 中重 整获得 ， 甲烷重 整能够生 成一氧 化碳和氢 气 。 催化 蒸汽化 是一种 高效 率的煤气 化 工艺 ，在 催化剂 条件 下 ， 煤 气化反 应和 甲烷化 反应 同时进 行， 甲烷 反应提 供 的热 量直接 供 气 化反应 进行 ，通过 催化 。美 国巨点能源 公 司的蓝气技 术应 用 了 单 体反应 器和 自主研 发 的可 回收廉 价技 术催化 剂，借用 甲烷 化反 应 热维持 气化 反应进 行 ，无 需添 加纯氧 ，减少 了煤气 化反应造 成 的热量损 失 ， 已经 开始 了工业 规模 的试运 行“ 。加氢气 化与 催化 蒸 汽化无 需空 分装置 ，反应 效率 更高 ，能耗更 小，但 是催化 剂 的
煤 制天然 气项 目的工 业化生 产就选 用 了这 种工 艺，对气 化条件 和
２ ． ２ 气化技 术
煤 的气 化仍然 是煤制 天然 气工艺 的关键 技术 ，对 降低煤 制天
温度 压力 的控 制 要求较高 。加氢气 化是另 外一种煤 气化工 艺 ，
煤和 氢气 在气 化炉 中将 反应 生成 甲烷 ，氢 气可 以直接外 来 ，或 者