煤制合成天然气工艺技术经济分析

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1、第2期(总第147期)煤化工No．2(TotalNo．147)2010年4月CoalChemicalIndApr．2010煤制合成天然气工艺技术经济分析李大尚(全国煤化工设计技术中心，太原030006)摘要在同一基础条件下，选择移动床液态排渣气化、移动床干排渣气化、水煤浆气流床气化进行煤制合成天然气工艺的技术经济分析比较。比较了这三种气化工艺流程、装置能力和原材料及动力消耗指标，分析了三种气化工艺的C02排放、工艺能耗及工艺废水处理等。技术经济分析表明：移动床液态排渣气化工艺合成天然气原料、动力消耗最低

2、，投资最低，经济效益最好，随着该技术长周期运行可靠性的提高，可为煤制合成天然气提供最有竞争力的技术。关键词煤合成天然气移动床气化水煤浆气流床气化技术经济分析文章编号：1005-9598(2010)一02—0001—07中图分类号：TQ54文献标识码：A(3)灰分9~20％(ad)；(4)灰熔融性温度1180℃～1300℃。1概述煤气化技术是煤制天然气最核心、最关键的技术，可供选择的技术也较多，按主要类型可分为移动煤制合成天然气主要包括备煤、煤气化、粗煤气床、流化床、气流床三类。究竟哪一种气化工艺最适变换

3、、低温甲醇洗脱硫、脱c0、甲烷合成、硫回收、空用、最经济合成天然气呢?这是大家所关心的问题!也分制氧、废水处理、公用工程等。移动床气化工艺还有是本文所要回答的问题。副产品回收。要做到客观、准确分析比较，就必须在同一个平煤制天然气宜选择中国储量最丰富，主要集中分台上进行。为此，先建立以下统一的基础条件。布在新疆、宁夏、内蒙古鄂尔多斯、陕西、山西北部的1．1技术经济分析基础条件长焰煤、弱黏煤、不黏煤为原料煤，进行经济技术分1．1．1原料煤的选择原则析，因为这些煤能广泛用于各种煤气化工艺，其特点选用同一种典型

4、的、有代表性煤作为所选气化工是：(1)水分12％～20％(ar)；(2)挥发分37％～40％(daf)；艺原料煤，其煤质分析见表1。表1原料煤分析工业分析／％元素分析／％灰熔融性温度／℃MMnAaVCHsoDTsTHTT16．012．28．440．577．944．840．900．6215．7012001220l2501300注：铝甄干馏试验，焦油产率(ad)8．5％。1．1．2工厂建在同一地址，技术经济分析可比范围脱水和天然气压缩。限在界区内，但不包括热电站，不包括合成天然气的1．1．3原材料、动力等采

5、用同一价格。1．1．4统一设计标准及控制水平。收稿日期：2010—03—261．1．5工厂产品规模为20亿m／a合成天然气，年作者简介：李大尚(1940一)，男，1963年毕业于湖南大学，满负荷操作为8000h。教授级高级工程师，中国工程设计大师。历任原化学工业1．2选择可比较的煤气化工艺技术第二设计院总工程师等职务，长期从事大型煤化工工程项当前广泛采用的煤气化技术有：移动床、流化床、目的设计与管理工作。气流床三大类。本文选择有代表性的气化技术进行分一2一煤化工2010年第2期析。由于流化床气化压力低，

6、大型化还有些问题；干粉190t／h为移动床液态排渣气化数据。煤液态排渣气流床气化，气化指标虽好于水煤浆气2．1．2移动床液态排渣气化制天然气化，煤、氧等消耗约低10％15％，但投资大，且在长周移动床液态排渣气化制天然气工艺流程示于图期运行中还存在一些问题。水煤浆气化可代表干粉煤1，工艺物料平衡列于表2。气化与碎煤移动床干排渣气化，碎煤移动床液态排渣移动床液态排渣气化工艺流程与移动床干排渣气化进行技术经济分析。气化流程基本一样。由于液态排渣过程添加的水蒸气约为移动床干排渣的20％，水蒸气分解率达90％。虽

7、煤2三种气化工艺流程、装置能力和原材料、气组成变化较大，但仅影响变换能力大小，净化工艺动力消耗指标技术没有变化，冷凝水成倍减少，副产品回收装置及2．1工艺流程废水处理不产生质的改变，仅装置能力大小随之而变。2．1．1移动床干排渣气化制天然气由于移动床液态排渣气化副产低压蒸汽少，制冷移动床干排渣气化制天然气工艺流程示于图1，工艺选压缩制冷，而移动床干排渣气化为充分利用回三种合成天然气工艺物料平衡列于表2，图1括号中收的低压蒸汽，选用压缩一吸收混合制冷。COj②⑧tt⑨生订③蒸汽煤气水，焦油分离—_．4酚回

8、收⑩焦油粗酚液氨图1移动床气化制天然气工艺流程示意图表2三种合成天然气工艺产量、副产品量及装置设计能力对比①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑩⑧气化工艺＼．9．9．8MPa30"C粗煤气气量合成气天黧／m然h气t．h，排放CO：／t'a-．，，，，I8r蠡／m3．h一。或5IⅡ450℃mi‘／t．／。‘，L。_／／，移动床干排渣5m~64lt／h9177960486691176250000，气化4肝a，5o衄l4×10．6a(干基．)(干基)(干基)(干