煤制天然气项目气化技术组合发展

从全国范围的现代煤化工项目的现状来看，在项目规模、产品基本相同的情况下，项目的经济性主要取决于原料煤的性质、原料煤的价格和气化工艺。虽然目前世界上先后出现了100多种气化工艺，这些工艺是煤气化技术发展的不同阶段，是为适应不同的工艺要求发展而来的。不同的气化工艺对煤质的适应性、对入炉煤形态及大小要求不同，气化工艺参数等也有所差异；不同的气化工艺因其产气能力大小、工业化程度及投资等不同，适用于不同的煤化工项目。

煤气化装置往往在煤化工项目总投资及生产成本中占相当大的比重，因此选择先进、高效、低能耗、运行成本低和环境友好的煤气化技术对煤制天然气项目的成功运营至关重要，对于企业的经济效益和社会效益同样具有重要意义。煤气化技术的选择是一个综合性问题，必须对全厂的情况进行全面的比较，仅以某一个环节去判断气化技术的优劣是十分片面的，必将给工厂的生产带来诸多问题，这样的例子有不少。针对煤制天然气项目，我们建议选择气化技术的原则是：定煤、稳定、经济、环保。

“定煤”是指根据煤制天然气项目用煤选择合适的煤气化技术。煤质较大的变化将会影响气化炉的平稳运行，同时还将影响粗煤气的组成，进一步影响后继的处理单元的稳定运行。年产40亿方的煤制天然气项目每年的原料煤和燃料煤高达2000万吨（低阶煤计），对于用煤量如此巨大的煤制天然气工厂来讲，在现货市场很难采购，即使可以采购，价格一般也会很高，这将严重影响煤制天然气项目的经济性。

“稳定”是指技术成熟、运行稳定。在“定煤”的基础上，对适合确定煤的气化技术进行综合比较，实现了长周期稳定运行的气化技术才应该列入可选技术之列。虽然有些技术也适合项目所定的煤，但尚未实现工业化或工业化装置未实现高负荷长周期稳定运行，选择时需谨慎。

“经济”指投资抵、运行成本低。不同的煤气化技术装置投资不同，运行成本也不同。在“稳定”的前提下，选择综合成本低的煤气化技术对项目的经济性至关重要。

“环保”是指环境影响小。煤的固有特性决定了煤化工生产过程中容易产生大量的三废。不同的煤气化技术产生的三废种类有差别，处理的难易程度也不同，并且国家的环保要求也原来越严格。因此选择的煤气化技术应确保安全并实现清洁生产，尽量少排放三废。

气化技术的选择还应该考虑到以下因素：不同煤气化技术所需配套设施不尽相同，合适的煤气化技术能够合理的降低后续单元的规模与投资；不同煤气化技术的建设投资和运行成本也不尽相同；不同煤气化技术的工程建设难度也各不相同。

在诸多煤气化技术中，固定床加压气化技术因其粗煤气中甲烷含量高，并且装置投资低，在BGL气化技术尚未实现高负荷长周期稳定运行的情况下，碎煤加压气化技术在煤制天然气项目气化技术选择时颇受青睐。大唐克旗、大唐阜新、新疆庆华煤制天然气项目均选择了碎煤加压气化技术。

与其他煤气化技术相比，固定床碎煤加压气化技术粗煤气中甲烷含量高，约占到了天然气产品的50%，可以显著降低后续装置的规模，与采用水煤浆气化技术相比，原料煤节省17.1%，变换装置降低51.8%，低温甲醇洗处理装置降低40.9%，甲烷化装置规模降低32.4%。但该技术存在的问题也较大，除废水处理成本高外，大量的粉煤如何处理是选用鲁奇气化技术的煤制天然气项目要周全考虑的问题。

流化床气化技术虽然有着成功的工业运行装置，并且粗煤气中也含有一定量的甲烷，并且三废好处理。但因其单炉处理量小，操作压力低并且还需要在气化炉的高负荷长周期的稳定运行上下功夫。若能提高气化炉的规模和操作压力，并实现高负荷长周期稳定运行，在煤制天然气气化技术选择时具有较强的竞争力。

粉煤气流床气化技术成熟，处理量大，运行周期长，且三废容易处理，虽然后续变换、低温甲醇洗和甲烷化装置要大得多，投资会显著增加，但运行成本要低于鲁奇炉，因此在气化技术选择时需要综合考虑。若将鲁奇炉与干粉气化炉进行优化组合，即可以降低总体废水量，亦可以解决粉煤的问题。但这种方案会导致投资增加，并且废水处理的难度没有降低，只是总量降低而已。

水煤浆气流床气化技术成熟，处理量大，稳定运行周期长，且三废容易处理，与鲁奇炉相比，对环境影响小，并且可以使用鲁奇炉产生的污水制浆，这样能大大降低鲁奇炉废水的处理量和处理难度。与单一固定床气化方案相比，采用固定床气化与水煤浆气化集成的方案，既有利于解决固定床产生的大量废水处理问题，又有利于解决采用单一固定床粉煤过剩的问题，并且煤制天然气的生产成本仅增加了约5%，前提条件是原料煤成浆性要满足要求。若煤制天然气项目所选煤源为褐煤，虽然可以很好的应用于鲁奇炉，但需要对褐煤的成浆性深入研究，确保工业规模的水煤浆能够满足水煤浆气化炉的要求，这样才能提高煤制天然气工厂的经济效率。总体而言，固定床气化与水煤浆气化的集成方案是煤制天然气项目气化技术选择的一个颇有竞争力的方案，对于具体项目需要进行深入的研究。

据中国报告大厅发布的《2014-2020年中国煤制天然气行业市场供需与发展趋势预测报告》了解到，煤制天然气气化技术的选择要综合考虑煤种适应性、能耗、投资、技术成熟度、工业应用情况、副产物处理难易程度、与上下游的配合等因素，进行详细比较，确定合适的气化技术或者气化技术组合。