[发明专利]一种碎煤熔渣气化生产煤制天然气的工艺

说明书

技术领域

本发明属于一种煤制天然气(SNG)的方法，具体地说涉及一 种碎煤熔渣气化生产煤制天然气(SNG)的工艺。

背景技术

迄今为止，全球范围内以煤为原料生产替代天然气(SNG)的 工厂只有美国北达科他州大平原合成燃料厂(GPSP)一家，但其工 艺(生产)系统存在如下缺陷：

1.煤气化技术相对落后，气化率较低、气化强度较低、消耗较 高、能耗较高。

2.蒸汽消耗量大、煤气水量大、煤气水有机物含量较多，成分 复杂，回收处理困难。

3.粗煤气杂质成分众多，净化工艺流程长且复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种气化率高，气化强度大，消耗低，煤 气水量少的碎煤熔渣气化生产煤制天然气(SNG)的工艺。

本发明是将碎煤熔渣气化生产的含CH4的粗煤气直接经耐硫变 换、煤气冷却、低温甲醇洗净化、甲烷化而制取煤制天然气(SNG) 的工艺，最终经压缩干燥送长输管网。

本发明具体的制备方法如下：

碎煤熔渣气化生产的含CH4的粗煤气，一部分粗煤气经耐硫变 换，另一部分走副线与经过耐硫变换的气体汇合后进行冷却，冷却 后的气体经过净化，脱除CO₂、H₂S、石脑油、H₂O等杂质后得到满足 甲烷合成H/C比要求的合成气，合成气在甲烷转化催化剂作用下进 行甲烷合成，甲烷合成的天然气(SNG)经压缩，干燥送长输管网。

如上所述的碎煤熔渣气化可以是指BGL(British Gas-Lurgi 英国燃气-鲁奇)碎煤熔渣气化生产技术。它是20世纪70年代中 期英国煤气公司(British Gas)和德国鲁奇能源与环境(Lurgi Energie and Umwelk Gmbh)公司在鲁奇干灰排渣气化炉的基础上开 发的液态排渣气化技术。在英国煤气化公司(British Gas)私有化 过程中转至英国Advantica公司，现为德国劳氏船级社所有。

所述的碎煤熔渣气化还可以是指国内云南煤化工集团有限公 司、赛鼎工程有限公司与Advantica公司合作开发的碎煤熔渣气化 技术。2005年上述各方合作在云南解化集团改造了一台原固定床加 压气化炉，进行熔渣气化工业化试验，探索试烧含水量达35％的褐煤， 取得阶段性成果。2008年应用熔渣气化技术，云南煤化集团的云南 瑞气20万吨甲醇/15万吨二甲醚装置顺利投产。为区别于BGL熔渣 气化技术我们将其泛称碎煤熔渣气化。

渣熔气化炉上部仍是沿袭鲁奇气化炉从顶部加入的煤与产品气 逆流接触的气化流程，而下部则更近似气流床的熔渣气化。所以熔 渣气化实质是将高温熔渣气化技术与碎煤加压气化技术结合在一 起，兼备了双方的优势，克服了各自的某些缺点。

熔渣气化具有以下显著的特征与优势。

1.保持了Lurgi加压气化对煤种选择范围广，对煤种适应性强 的特点。

可气化石油焦、无烟煤、烟煤、褐煤以及这些煤种的混合材料， 通过添加石灰石等助燃剂可气化高熔点煤种。高水分褐煤水分小于 35％时不需要干燥，过剩粉煤可以喷入熔渣层气化。强粘结性煤经实 验也可以完全气化。而且在操作过程中对煤质的变化不敏感。

2.可以掺烧粉煤

供热锅炉消耗不完的粉煤可以喷入熔渣池气化，最大喷量可达 气化用煤的30％以上。

3.技术成熟可靠，操作维护稳定。

熔渣气化炉是基于Lurgi加压气化炉开发的。除排渣方式外基 本与Lurgi技术一样。Lurgi气化炉目前全球约有170台，其中Sasol 有97台，国内有30余台在使用。对于Lurgi气化炉的工程设计、 设备制造以及操作控制国内都有丰富的经验。

熔渣气化炉工艺简单、辅助设备少、可靠性高、操作稳定、调 节灵活。

4.气化率高、气化强度大

熔渣气化在炉内形成局部温度高达2000℃的燃烧区，气化温度 1300~1600℃。因此气化反应速度大大提高，气化率较Lurgi气化炉 大幅提高，气化强度成倍提高。

与其他气化技术相比，熔渣气化技术的冷煤气效率最高(＞ 89％)，碳转化率最高(＞99.5％)。煤中90％以上的能量被转化成可利 用的燃料，而壳牌煤气化为83％，德士古水煤浆为76~79％。

5.氧耗低