传统的煤造天然气技术是以煤炭为原料,气化出产合成气,经净化和转化以来,在催化剂的作用下产生甲烷化反映,出产热值切合划定的代替天然气(Substitute Natural Gas),也被称为煤气化转化技术。此技术必要的设备较多,投资较高,但技术极度成熟,甲烷转化率高,技术复杂度略低,因而利用越发宽泛,是煤造天然气中的主流工艺。煤造天然气与煤造其他能源产品相比,能量效能高,单元热值水耗低。
从工艺技术和加工过程可分为“一步法”和“两步法”两种。
(1)“一步法”煤造天然气技术
“一步法”煤造天然气技术就是以煤为原料直接合成甲烷,从而得到煤造天然气的步骤,又称“蓝气技术”。该技术是将煤粉和催化剂充分混合后送人反映器,与水蒸气在一个反映器中同时产生气化和甲烷化反映,气化反映所需的热量刚好由甲烷化反映所放出的热量提供。反映天生的CH4和CO2混合气从顶部脱离反映器进入一个旋风分离器,分离出混合气中夹带的固体颗粒,而后进入一个气体净化器,脱除其中的硫,最后分离出CO2得到煤造合成天然气(SNG)。煤灰由反映器下部流出,在一个专门设备中和催化剂进行分离,分离的催化剂返回煤仓持续循环使用。
蓝气技术的特点是在一个反映器中催化3种反映:气化反映、水煤气变换反映、甲烷化反映,难点是催化剂的分离。
(2)“两步法”煤造天然气技术
“二步法”是先将煤转化成合成气(H2和CO),而后再进行甲烷化得到SNG的步骤。从煤转化为SNG必要经历几个步骤:
①气化:在肯定压力(3~4 MPa)和温度(1000~1300℃)下,煤与氧气和过热水蒸气的混合物产生气化反映天生富含H2和CO的煤气。
②变换冷却:煤气通过部门变换反映将H2和CO体积比调整为3:l。所用催化剂为耐硫迪胲钼催化剂,操作温度为200~500℃。而后再将高温变换气冷却至约40℃。
③净化(低温甲醇洗):在-17~40℃下,利用甲醇对H2S和CO2良好的吸收机能,脱除变换气中的H2S和CO2,得到净化气。H2S能够通过克劳斯反映转化为单质硫。
④甲烷合成:在肯定温度(250~675℃)、压力(2.3~3.2MPa)和镍基催化剂存下,碳氧化物(CO+ CO2)与H2在甲烷化反映器中天生甲烷合成反映,得到SNG。
⑤干燥压缩:出甲烷扮装置的SNG通过干燥(三甘醇脱水撬),脱水至适当露点温度(取决于冬季最低温度),再压缩达到管线所要求的压力。
另表,通过煤气水分离,分离出煤气水中焦油和中油,利用酚氨回收装置回收绝大部门的粗酚和氨,得到了高附加值的产品,降低废水处置难度。