鲁奇湿法气流床煤气化联合工艺制天然气初探

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1、第1期(总第158期)煤化工No．1(TotalNo．158)2012年2月CoalChemicalIndFeb．2012鲁奇一湿法气流床煤气化联合工艺制天然气初探罗进成，王锦，门长贵，徐红东(西北化工研究院，陕西西安710600)摘要分析了鲁奇加压气化技术和湿法气流床气化技术合成天然气的工艺优势及劣势，提出了一种将加压鲁奇气化技术与湿法气流床气化技术联合起来的适用于煤制天然气的煤气化联合工艺，并对此工艺的工艺特点、可能会出现的问题等进行了初步探讨。关键词鲁奇加压气化，湿法气流床气化，联合，天然气，清洁生产文章编号：1

2、005—9598(2012)一O卜0014—03中图分类号：TQ546．2文献标识码：B近年来，我国天然气需求量迅速上升，2000年天低气化温度(800℃左右)的加压(3．0MPa)鲁奇气化然气消费量仅为238亿m3，2009年已上涨至880亿技术在煤制天然气技术中具有明显优势。首先在产品m。，2010年更是达到了1100亿m。，预计2015年我国气组成方面(见表1)，加压鲁奇技术制得的干煤气成天然气消费量将达到l800亿m3『1]。但是，我国天然分中本身有一定含量的甲烷，相对于其他气化技术，气储量低，对外依存度高，生

3、产生活用气紧张。2009可大幅降低后续甲烷合成装置的负荷；第二，净煤气年我国天然气供需缺口为100亿，预计2015年缺口的氢碳比较高(2．2～2．5)，较为接近合成甲烷氢碳比将达到280亿Il3l2]。天然气资源已明显呈现出供不应为3『4左右的要求，可减少变换过程负荷，降低生产求的态势。以相对富足的煤炭资源作为原料，通过气能耗；第三，鲁奇加压气化技术实现工业煤气化生产化生产天然气在我国可能更具有现实意义。的时间较早，工程建造及操作运行经验丰富，设备国本文以鲁奇加压气化技术和湿法气流床气化技产化率较高，装置投资较低【5]

4、。术为例，分析这两种技术应用于天然气生产领域的优表1鲁奇炉气化粗煤气典型组成[el劣，并对其联合作为天然气生产过程的煤气化技术进行初步探讨。体积分数／％，u、⋯．nn’，COH2CH4+C2CO2H2S+N2+Ar+Nil3／n(C0)1鲁奇加压煤气化技术褐煤15．2039．1011．6033．001．10～2．5长焰煤l6．0l39．OOl2．4032．000．592．4国外，鲁奇加压气化技术已在美国大平原煤制天贫煤23．704O．307．9027．001．10～2．2然气项目中得到了成功的应用。国内，虽然对此技术的

5、引进时间较早，但大多将其应用于城市煤气及合成1．2工艺劣势氨的生产，在煤制天然气生产方面，第一套生产装置将1．2．1原料粒度于2012年投入运行。普遍认为，该技术应用于天然气出于对气化炉内部气体分布要求的考虑，该技术生产领域有其诸多优势，同时面临的问题也不容回避。对进入气化炉内的气化原料粒度有一定要求，适宜粒1．1工艺优势度应在5mm～50mm，这与目前普遍采用机械化采煤中研究表明，粗煤气中的甲烷含量随气化温度的升粉煤(粒度≤10mm)产量较高的原料煤供应现状是不高而降低，随气化压力的增加而升高_3_。因此，采用较匹配

6、的。收稿日期：201卜10—11作者简介：罗进成(1983一)，男，甘肃兰州，工程师，硕士，2005年本科毕业于燕山大学化学工程与工艺专业，现从事煤化工技术研究及推广T作，E-mail：1jcl23213@sina．aom。2012年2月罗进成等：鲁奇一湿法气流床煤气化联合工艺制天然气初探一15—1．2．2气化强度理也较为简单。目前大型气化装置如Shell工艺，3．5MPa操作压2．1．3原料粒度力下气化强度一般可达到22000m3／(m·h)左右，而鲁与固定床气化用原料不同的是，湿法气流床气化奇加压气化技术由于气化温

7、度低、压力低等原因，过程人炉原料粒度无特殊要求，进磨机前粒度一般要单炉气化强度较小，一般在3000m3／(mz．h)～5000求破碎至20mm以下，这与目前国内煤炭资源多为小mV(ms·h)，不利于大规模造气要求。于10Into以下颗粒的情况是相符合的，煤炭只需经过1．2．3环保性一次湿磨即可达到气化要求，节约磨煤功耗。由于气化温度较低，气化过程中会产生焦油及其2．2工艺劣势他有机杂质如酚等，这些物质会在后续的粗煤气净化2．2．1原料及煤耗、氧耗水洗过程中排出，造成废水处理工序冗长，废水处理湿法气流床气化技术由于需要将

8、原煤磨制成水较为困难。煤浆，对煤的成浆性要求高。目前情况下，并不能保证所有煤种都能制备出满足气化制浆要求(如质量分2湿法气流床煤气化技术数≥60％，稳定性好)的料浆。此外，其氧耗、煤耗均比较高。湿法气流床气化技术中，原料以浆态形式泵送至2．2．2单系列装置投资较高气化炉喷嘴处，与气化介质混合后并流进入气化炉完不考虑单台装置生产能力