煤制氣是煤制天然氣的簡稱，是指煤通過氣化產(chǎn)生合成氣，經(jīng)過一氧化碳在轉(zhuǎn)換和凈化后，再通過甲烷化的反應(yīng)產(chǎn)生天然氣的工藝生產(chǎn)過程。我國煤炭資源豐富，是一個缺油少氣富煤的國家，能源結(jié)構(gòu)以煤為主。隨著人們對天然氣需求在快速增長，我國工業(yè)和民用天然氣存在嚴(yán)重的缺口，在我國煤炭資源相對豐富的情況下，發(fā)展煤制天然氣，緩解國內(nèi)對天然氣的緊張需求的狀況，成為大勢所趨。

目前，煤制天然氣的技術(shù)基本上是采用煤氣化甲烷化工藝。由于煤種不同，煤制氣的工藝選擇有一些差別。甲烷化技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)成熟，所以工藝上的差別主要是在前部煤氣化工藝。目前國內(nèi)大型煤化工企業(yè)，采用了各種煤氣化工藝技術(shù)，主流可以歸納為三種：碎煤加壓氣化技術(shù)，粉煤加壓氣化技術(shù)，水煤漿氣化技術(shù)。

水煤漿技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)很成熟，但其需要低灰分、低灰熔點的原煤，成漿性也有一定要求，因此對煤種要求嚴(yán)格。在生產(chǎn)上大量水分參與氣化反應(yīng)和升溫，消耗大量在氧氣和碳，能耗相對比較高。在煤化工高速發(fā)展當(dāng)中，隨著干粉煤氣化技術(shù)的日益成熟，水煤漿氣化技術(shù)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。大型煤化工也逐漸以選擇干粉煤氣化為主的煤氣化技術(shù)。

作為干粉煤氣化技術(shù)，碎煤加壓技術(shù)和粉煤加壓技術(shù)，在將來如何發(fā)展，我們將這兩種技術(shù)作一個比較。

一、輔助裝置的投資

碎煤加壓氣化技術(shù)，典型代表是魯奇技術(shù)。目前國內(nèi)如大唐、慶華、廣匯等煤制氣項目，都是采用魯奇技術(shù)，由于這一技術(shù)氣化爐溫度低于900℃，原煤中的揮發(fā)分沒有轉(zhuǎn)化成合成氣（CO、H2），而是揮發(fā)了出來，這就需要在后續(xù)工藝處理回收這些揮發(fā)分（主要成分有氨、酚、焦油、石腦油等），那么為了回收這些有機(jī)物，將建立更多的回收處理裝置，使得工藝流程更為復(fù)雜，輔助投資大幅度增加。而粉煤加壓技術(shù)的粉煤爐氣化溫度達(dá)到1400℃，原煤中99%以上的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成了合成氣，工藝后續(xù)處理變得簡單易行，更主要的是降低了工藝的復(fù)雜程度，氣化后的合成氣成分單一，有利于后續(xù)變換凈化等的工藝處理，投資相對來說也就降低。



二、黑水處理

干粉煤氣化技術(shù)，不管采用碎煤還是粉煤技術(shù)，煤氣化產(chǎn)生的合成氣都需要經(jīng)過水浴除塵。由于魯奇技術(shù)合成氣中有機(jī)成分的存在，黑水處理中，很難把合成氣中的有機(jī)物徹底分離，給黑水處理帶來了很大的難度，無形中加大了水處理的投資。有的公司往往投資數(shù)億也很難達(dá)到環(huán)保要求，這就成了致命的缺陷。粉煤氣化技術(shù)的黑水處理比較起來就相當(dāng)簡單，因為合成氣里不含復(fù)雜的有機(jī)物，水浴后只有灰分，經(jīng)過沉降，就可以使水和灰分分離出來，分離出來的水可以再循環(huán)使用。這是爐子的氣化特性決定的。

三、氣化爐的生產(chǎn)能力

碎煤氣化爐單臺投資低，但是由于爐子的特性，通常單爐投煤量最大為1000噸/天，這就限制了其生產(chǎn)能力，而粉煤氣化爐由于采用連續(xù)不斷的送煤技術(shù)，因此單爐投煤量可以達(dá)到3000噸/天，再者氣化室采用水冷壁和以渣抗渣技術(shù)，甚至可以不用備爐，就可以滿足生產(chǎn)�？梢钥闯觯�同樣產(chǎn)能的煤制氣項目，粉煤爐子數(shù)量明顯減少，綜合投資更低。

四、粉煤氣化技術(shù)的主要特點如下:

1、 水冷壁的使用壽命較長
氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，無耐火材料襯里。水冷壁設(shè)計壽命按25年考慮。并且氣化爐的開停車比較靈活，所需時間比較短，這給穩(wěn)定生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)。

2、 氣化原煤的適應(yīng)煤種要求范圍廣泛
由于氣化爐溫度高，故對煤種的適應(yīng)性更為廣泛，從較差的褐煤、次煙煤、煙煤到石油焦均可使用，也可以兩種煤摻混使用。對煤的灰熔點的適用范圍比其他氣化工藝更寬，即使是高水份、高灰分、 高硫含量和高灰熔點的煤種也能使用。

3、 能夠獲得較高的氣化效率和碳轉(zhuǎn)化率
氣化效率和碳轉(zhuǎn)化率比較高，氧氣消耗低，與水煤漿氣化相比要少10~15%。

4 、氣化爐操作彈性大，負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活
采用干粉煤作為氣化原料，根據(jù)后續(xù)化工產(chǎn)品的要求， 煤粉可用氮氣或二氧化碳輸送，故操作比較安全靈活。負(fù)荷調(diào)節(jié)比較靈活。

5 、采用文丘里加洗滌塔的流程凈化合成氣，除塵效果明顯。
綜上所述，粉煤加壓氣化技術(shù)在大型煤化工將占有舉足輕重的地位，大型粉煤氣化爐也將得到普遍的應(yīng)用，特別對于煤制天然氣，工藝流程簡短，工程周期不長。前景一片光明。

當(dāng)然，煤制氣使用大型粉煤氣化爐也有它的不足之處：

1 、大型煤制氣投資巨大，一個項目動輒就是上百億，不是一般公司所能承受的，需要多方投資。
2 、國內(nèi)大型煤礦往往缺少水源，資料表明，煤制氣生產(chǎn)過程中大約需要7噸水/立方米，因此建立大型煤制氣項目一定要充分考慮水資源問題。
3 、采用粉煤氣化爐進(jìn)行煤制氣，合成氣中不含甲烷，因此就增加了下游工序甲烷化的工程量。但甲烷化的設(shè)備并不復(fù)雜，工藝技術(shù)比較成熟，工藝和設(shè)備都實現(xiàn)了國產(chǎn)化。另甲烷化是劇烈放熱反應(yīng)，可以產(chǎn)生大量的蒸汽，為全廠提供有效的動力。

總之，筆者在調(diào)查的基礎(chǔ)上認(rèn)為粉煤氣化爐更加適合煤制氣項目，大型煤制氣項目在將來大有可為。