煤制天然氣工藝技術(shù)和加工過程
傳統(tǒng)的煤制天然氣技術(shù)是以煤炭為原料，氣化生產(chǎn)合成氣，經(jīng)凈化和轉(zhuǎn)化以后，在催化劑的作用下發(fā)生甲烷化反應(yīng)，生產(chǎn)熱值符合規(guī)定的替代天然氣(Substitute Natural Gas)，也被稱為煤氣化轉(zhuǎn)化技術(shù)。此技術(shù)需要的設(shè)備較多，投資較高，但技術(shù)非常成熟，甲烷轉(zhuǎn)化率高，技術(shù)復(fù)雜度略低，因此應(yīng)用更加廣泛，是煤制天然氣中的主流工藝。煤制天然氣與煤制其他能源產(chǎn)品相比，能量效率高，單位熱值水耗低。
從工藝技術(shù)和加工過程可分為“一步法”和“兩步法”兩種。
(1)“一步法”煤制天然氣技術(shù)
“一步法”煤制天然氣技術(shù)就是以煤為原料直接合成甲烷，從而得到煤制天然氣的方法，又稱“藍(lán)氣技術(shù)”。該技術(shù)是將煤粉和催化劑充分混合后送人反應(yīng)器，與水蒸氣在一個反應(yīng)器中同時發(fā)生氣化和甲烷化反應(yīng)，氣化反應(yīng)所需的熱量剛好由甲烷化反應(yīng)所放出的熱量提供。反應(yīng)生成的CH4和CO2混合氣從頂部離開反應(yīng)器進(jìn)入一個旋風(fēng)分離器，分離出混合氣中夾帶的固體顆粒，然后進(jìn)入一個氣體凈化器，脫除其中的硫，最后分離出CO2得到煤制合成天然氣(SNG)。煤灰由反應(yīng)器下部流出，在一個專門設(shè)備中和催化劑進(jìn)行分離，分離的催化劑返回煤倉繼續(xù)循環(huán)使用。
藍(lán)氣技術(shù)的特點是在一個反應(yīng)器中催化3種反映：氣化反應(yīng)、水煤氣變換反應(yīng)、甲烷化反應(yīng)，難點是催化劑的分離。
(2)“兩步法”煤制天然氣技術(shù)
“二步法”是先將煤轉(zhuǎn)化成合成氣(H2和CO)，然后再進(jìn)行甲烷化得到SNG的方法。從煤轉(zhuǎn)化為SNG需要經(jīng)歷幾個步驟：
①氣化：在一定壓力(3～4 MPa)和溫度(1000～
②變換冷卻：煤氣通過部分變換反應(yīng)將H2和CO體積比調(diào)整為3：l。所用催化劑為耐硫的鈷鉬催化劑，操作溫度為200～
③凈化(低溫甲醇洗)：在-17～
④甲烷合成：在一定溫度(250～
⑤干燥壓縮：出甲烷化裝置的SNG通過干燥(三甘醇脫水撬)，脫水至適當(dāng)露點溫度(取決于冬季最低溫度)，再壓縮達(dá)到管線所要求的壓力。
另外，通過煤氣水分離，分離出煤氣水中焦油和中油，利用酚氨回收裝置回收絕大部分的粗酚和氨，得到了高附加值的產(chǎn)品，降低廢水處理難度。
