文/ 欧传强

国能新兴能源集团股份公司

煤制气是煤制天然气的简称，是指煤通过气化产生合成气，经过一氧化碳在转换和净化后，再通过甲烷化的反应产生天然气的工艺生产过程。我国煤炭资源丰富，是一个缺油少气富煤的国家，能源结构以煤为主。随着人们对天然气需求在快速增长，我国工业和民用天然气存在严重的缺口，在我国煤炭资源相对丰富的情况下，发展煤制天然气，缓解国内对天然气的紧张需求的状况，成为大势所趋。

目前，煤制天然气的技术基本上是采用煤气化甲烷化工艺。由于煤种不同，煤制气的工艺选择有一些差别。甲烷化技术现在已经相当成熟，所以工艺上的差别主要是在前部煤气化工艺。目前国内大型煤化工企业，采用了各种煤气化工艺技术，主流可以归纳为三种：碎煤加压气化技术，粉煤加压气化技术，水煤浆气化技术。

水煤浆技术在国内已经很成熟，但其需要低灰分、低灰熔点的原煤，成浆性也有一定要求，因此对煤种要求严格。在生产上大量水分参与气化反应和升温，消耗大量在氧气和碳，能耗相对比较高。在煤化工高速发展当中，随着干粉煤气化技术的日益成熟，水煤浆气化技术面临着严峻的挑战。大型煤化工也逐渐以选择干粉煤气化为主的煤气化技术。

作为干粉煤气化技术，碎煤加压技术和粉煤加压技术，在将来如何发展，我们将这两种技术作一个比较。

一、辅助装置的投资

碎煤加压气化技术，典型代表是鲁奇技术。目前国内如大唐、庆华、广汇等煤制气项目，都是采用鲁奇技术，由于这一技术气化炉温度低于900℃，原煤中的挥发分没有转化成合成气（CO、H2），而是挥发了出来，这就需要在后续工艺处理回收这些挥发分（主要成分有氨、酚、焦油、石脑油等），那么为了回收这些有机物，将建立更多的回收处理装置，使得工艺流程更为复杂，辅助投资大幅度增加。而粉煤加压技术的粉煤炉气化温度达到1400℃，原煤中99%以上的有机物转化成了合成气，工艺后续处理变得简单易行，更主要的是降低了工艺的复杂程度，气化后的合成气成分单一，有利于后续变换净化等的工艺处理，投资相对来说也就降低。

二、黑水处理

干粉煤气化技术，不管采用碎煤还是粉煤技术，煤气化产生的合成气都需要经过水浴除尘。由于鲁奇技术合成气中有机成分的存在，黑水处理中，很难把合成气中的有机物彻底分离，给黑水处理带来了很大的难度，无形中加大了水处理的投资。有的公司往往投资数亿也很难达到环保要求，这就成了致命的缺陷。粉煤气化技术的黑水处理比较起来就相当简单，因为合成气里不含复杂的有机物，水浴后只有灰分，经过沉降，就可以使水和灰分分离出来，分离出来的水可以再循环使用。这是炉子的气化特性决定的。

三、气化炉的生产能力

碎煤气化炉单台投资低，但是由于炉子的特性，通常单炉投煤量最大为1000吨/天，这就限制了其生产能力，而粉煤气化炉由于采用连续不断的送煤技术，因此单炉投煤量可以达到3000吨/天，再者气化室采用水冷壁和以渣抗渣技术，甚至可以不用备炉，就可以满足生产。可以看出，同样产能的煤制气项目，粉煤炉子数量明显减少，综合投资更低。

四、粉煤气化技术的主要特点如下:

1、 水冷壁的使用寿命较长

气化炉采用水冷壁结构，无耐火材料衬里。水冷壁设计寿命按25年考虑。并且气化炉的开停车比较灵活，所需时间比较短，这给稳定生产提供了基础。

2、 气化原煤的适应煤种要求范围广泛

由于气化炉温度高，故对煤种的适应性更为广泛，从较差的褐煤、次烟煤、烟煤到石油焦均可使用，也可以两种煤掺混使用。对煤的灰熔点的适用范围比其他气化工艺更宽，即使是高水份、高灰分、 高硫含量和高灰熔点的煤种也能使用。

3、 能够获得较高的气化效率和碳转化率

气化效率和碳转化率比较高，氧气消耗低，与水煤浆气化相比要少10~15%。

4 、气化炉操作弹性大，负荷调节灵活

采用干粉煤作为气化原料，根据后续化工产品的要求， 煤粉可用氮气或二氧化碳输送，故操作比较安全灵活。负荷调节比较灵活。

5 、采用文丘里加洗涤塔的流程净化合成气，除尘效果明显。

综上所述，粉煤加压气化技术在大型煤化工将占有举足轻重的地位，大型粉煤气化炉也将得到普遍的应用，特别对于煤制天然气，工艺流程简短，工程周期不长。前景一片光明。

当然，煤制气使用大型粉煤气化炉也有它的不足之处：

1 、大型煤制气投资巨大，一个项目动辄就是上百亿，不是一般公司所能承受的，需要多方投资。

2 、国内大型煤矿往往缺少水源，资料表明，煤制气生产过程中大约需要7吨水/立方米，因此建立大型煤制气项目一定要充分考虑水资源问题。

3 、采用粉煤气化炉进行煤制气，合成气中不含甲烷，因此就增加了下游工序甲烷化的工程量。但甲烷化的设备并不复杂，工艺技术比较成熟，工艺和设备都实现了国产化。另甲烷化是剧烈放热反应，可以产生大量的蒸汽，为全厂提供有效的动力。

总之，笔者在调查的基础上认为粉煤气化炉更加适合煤制气项目，大型煤制气项目在将来大有可为。