摘要：我国是原煤消耗大国，每年消耗的煤炭在30万吨/年，近年煤制气与煤制电、煤制烯烃方兴未艾，但相比与炼油化工，煤化工能耗要高，如何规划合理的技术路线及充分利用能源是煤化工急需解决的问题，对大力推进我国煤制项目发展具有重要意义。
关键词：煤制天然气；煤炭发电；全生命周期
1煤制气工艺路线
某煤质工艺生产流程见图1，采用固定床干法排灰纯氧碎煤加压气化技术生产粗合成气，其工艺装置规模及能力见表1。
表1工艺主要装置生产和处理能力
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2煤制天然气与煤发电全生命周期对比
本文以某地煤制天然气与煤发电全生命周期对比为例，对二者在全生命周期的指标进行了详细的测算和对比。
2.1产品水耗对比
按照电力和天然气消费结构加权测算，煤制气的单位热值水耗仍低于1000MW超超临界水冷机组，高于600MW超临界空冷机组。
表2煤制气与煤发电终端利用单位热值水耗g/MJ
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2.2污染物排放对比
按照电力和天然气消费结构加权平均测算，煤制气获取单位热值污染物排放仍低于煤发电，见表3。
表3煤制气与煤发电单位热值污染物排放mg/M
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2.3成本对比
按照电力和天然气消费结构，利用煤制气获取单位热值的加权平均成本约为0.109元/MJ，低于煤发电获取单位热值的加权平均成本约0.156元/MJ。
表4 煤制天然气项目能耗
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3节能措施
在煤制天然气装置中，各单元以多种方式进行联系，各单元的技术决定这能量的转化效率，根据原料煤的性质，对气化技术、净化技术、甲烷化技术及污水处理等技术的选择与优化直接影响煤制天然气项目的能耗。在技术选定的情况下，还需对各生产工艺进行节能措施的选择与优化。
3.1动力装置
优化工艺系统减少能量损失，如为提高能源综合利用效率，化工区返回富余的0.5MPa（g）低压蒸汽，用作高压除氧器的加热用汽；动力车间给化工区提供高、中、低压三种规格的蒸汽，化工区将冷凝液通过化工变换装置回收废热后送到动力车间除氧器。
3.2气化装置
（1）加压气化设置废热锅炉，利用粗煤气低位热能，副产低压饱和蒸汽，副产的低压蒸汽用于后序装置；气化炉品味高的热能经气化炉夹套付产中压饱和蒸汽，作为气化剂，直接进入气化炉，减少了中压过热蒸汽的用量。
（2）变换冷却单元对粗煤气的热能进行分级利用，品味高的热能利用余热回收器副产低压蒸汽，以回收热量；粗煤气低位热能预热锅炉给水、脱盐水，以节省预热水所耗蒸汽，这样降低了煤气冷却循环水消耗。
3.3净化装置
（1）氨压缩的压缩机采用先进的高效离心式压缩机、蒸汽透平驱动，减少了能量转换的损失。（2）低温甲醇洗采用缠绕式换热器等先进换热设备，降低了换热器的冷端温差，最大限度的回收冷量。
3.4空分装置
（1）采用空气增压流程，单位气量的制冷量比氮气大，制取同等冷量所需空气量小于氮气增压循环所需的氮气，节省能耗。（2）采用增压透平膨胀机，利用气体膨胀的输出功直接带动增压机以节省能耗，提高制冷量。（3）透平冷凝器采用空冷器，降低能耗和冷却水消耗。
3.5甲烷化装置
（1）采用废锅、过热器、汽包等热回收系统，将甲烷化高位反应热用来副产4.8MPag的过热蒸汽，有效回收热量；
（2）甲烷化装置中有大量的低位热能，通过预热除盐水、预热锅炉给水等方式优化流程。废锅排污液通过节流闪蒸，副产部分低压蒸汽，既补充了管网低压蒸汽，同时减少排污冷却器的负荷和循环水的用量；
结束语
煤化工发展不仅要考虑煤炭资源、水资源、工艺技术和投资效益等，二氧化碳减排也是制约煤化工发展的瓶颈之一，应引起充分重视。发展煤制天然气产业要做好二氧化碳减排工作，煤制天然气对实现我国煤炭清洁利用，保障能源安全具有重大意义，应从国家战略层面稳步推进。
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[4]肖杰.（2015）.基于生命周期的煤制天然气3E评价.（Doctoraldissertation，重庆大学）.
论文作者:徐珍珍
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：天然气论文; 蒸汽论文; 热值论文; 装置论文; 低压论文; 热能论文; 生命周期论文; 《基层建设》2019年第32期论文;