煤制天然气技术在贵州省应用分析
2016-08-11田守强贵州省煤田地质能源局142队贵州贵阳550000
田守强(贵州省煤田地质能源局142队,贵州贵阳550000)
煤制天然气技术在贵州省应用分析
田守强(贵州省煤田地质能源局142队,贵州贵阳550000)
针对煤制天然气技术在贵州省应用分析,首先要明确贵州开展煤制天然气项目的背景,然后分析煤制天然气技术,主要有两种方法——“一步法”和“二步法”两种。最后详细论述了煤制天然气技术在贵州省的应用,探讨了煤制天然气技术在应用中的风险,让相关人员针对这些情况,制定有利策略,合理解决,促使贵州省的煤制天然气应用得到较好的发展与推进。
煤制天然气;贵州;能源
在进入新世纪以来,石油能源的消耗日益增加,其存储量不断减少,为了控制这种情况,石油的价格也有所增加。在能源的使用中,出现了煤化工产品代替石油化工产品,通过这种方式提升节能减排的力度,并减少对环境的危害。天然气作为清洁能源具有明显的优势,但是含量相对较少,煤制天然气具有较高的效率,是煤炭的一种最为有效的利用方式,具有较好的前景。
1 贵州开展煤制天然气项目的背景
煤制天然气主要是以煤为原料,生产天然气的工艺技术,这种技术出现的时间较早,产生于石油危机期间。这种工艺的不断进步,促使煤制天然气工厂建成,通过当地的高水分褐煤,以及特殊的转换方法,进行天然气的转换。贵州省的能源结构在全国占有突出地位,煤炭资源居全国第五,水能资源居全国第六,且水电煤兼具,水煤并存,水火互济,素享“西南煤海”之美誉。“但是社会经济的飞速发展,石油的消耗不断增加,这种能源结构带来了较大的环境压力,严重影响了环境质量。
煤制天然气与煤制其他能源相比,具有比较大的优势,具体内容如表1所示。
表1 煤制能源产品的能量效率与水耗分析
2 煤制天然气技术
煤制天然气技术在国内外有一定差异,从加工过程分析,主要有“一步法”和“二步法”两种:
2.1“一步法”煤制天然气技术
这种方法主要是将原料直接合成甲烷,然后制成煤制天然气。目前,仅有美国巨点能源公司开发的催化蒸汽甲烷化技术,属于这种技术。工作人员需要在煤粉和催化剂充分混合后,将混合物送入到反应器中[1]。这种反应器中含有水蒸气,发生气化和甲烷化反应,而气化反应需要的热量,刚好由甲烷化反应进行补给。这组反应生成的CH4和CO2混合气能够从顶部流出反应器,进入旋风分离器,去除其中的固体颗粒,然后再进行进化,脱出硫,最后留下CO2制成煤制天然气。
2.2“二步法”煤制天然气技术
这种方法首先要将煤转化成合成气,然后再进行甲烷化得到煤制天然气。主要包括气化、变换冷却、净化等。气化主要是在一定压力和温度下,煤与氧气会和过热水蒸气的混合物发生反应,生产H2和CO的煤气。在变化冷却中,主要是通过部分变化反应,将H2和CO的比例进行适当调整,然后使用催化剂,并控制操作温度。净化主要是利用甲醛的吸附功能,在特定的条件下,将混合物的中H2S和CO2吸附出来,从而得到净化其。
3 煤制天然气技术在贵州省的应用
贵州省在发展中,需要制定一个科学、合理并可持续发展的路径,降低对环境的污染。天然气管道在贵州的应用,彻底改变了油气资源匮乏的问题,缓解了现有资源和环境容量的矛盾。天然气本身具有清洁、安全高效的特点,除了供给居民使用,已经广泛应用在多个行业中,并在未来的经济发展中,具有更加重要的作用,现对煤制天然气技术的应用进行分析,总结其在实际应用中可能面临的风险,有所防范[2]。
3.1技术风险
煤制天然气主要是通过煤气化生产的合成气,需要经过复杂的过程,发生多个反应。所以需要相应单位拥有成熟的技术,在煤气、一氧化碳变化以及净化过程中,符合国家要求的标准。例如甲烷化这个反应,工艺的流程较短,工艺比较简单,但是整个过程的催化剂,却只能在国外公司上进行选择,国内的装置水平比较落后。煤制天然气技术在不断改进与创新中,目前仍没有实现大规模的工业化生产装置,所以很难在短时间内实现商业化运作。
3.2市场风险
目前贵州省设计的和拟定的项目都能够顺利建成投入,那么当地的煤制天然气增长量会大幅提升,且获取高额的收益。在此之前,市场中有大量的煤制天然气,其中蕴含了隐性风险。但是从天然气的存储量进行分析,其使用比较紧张,但从国外引进的费用较高,且因为地域和政治问题,存在很多风险。虽然煤制天然气市场相对稳定,但经济性的关键是未来煤炭和大然气的价格相对走势,水、电、汽、运输、人力等成木费用的上涨,也会影响煤制天然气产品的盈亏平衡。所以相关人员,需要一个稳定和规模较大的市场,保证煤制天然气的稳定供给。
在天然气管道的建设中,巨大的投资和用户的使用,也是市场面临的风险之一。如果使用褐煤作为天然气生产的原料,其生产成本较低,能够获取较大的收益,在价格方面有着突出优势。科学技术的不断提升,煤制天然气的煤炭转换率可能会有所提升,能够获取更多的能源,然后延伸煤炭加工和利用的产品链。在经济与竞争力的相互较量中,天然气的稀缺,决定着其价格有着较大的上涨空间,具有比较好的经济效益和优势。
3.3环保风险
在贵州使用煤制天然气的过程中,当地的建设条件也是影响能源使用风险的原因之一,并不是所有地区和企业都适合煤制天然气。如果天然气资源比较紧张,煤炭转换成煤制天然气,就是清洁能源的利用过程[3]。在进行煤炭结构组成过程中,工作人员要处理多种环境问题,针对贵州省的实际情况,计算煤化工对环境承载能力的成本。相关单位要了解这种现状给环保带来的压力,明确国际的油价频繁波动,煤制天然气并不适宜快速大面积铺开,考察其经济性。
在贵州省,管道天然气的出现,为当地社会经济发展奠定了有力的基础。“十二五”期间是加速发展、加快转型、推动跨越、全面建设小康社会的攻坚时期,随着我省工业强省和城镇化带动战略的不断推进,我省经济社会呈现出迅猛发展的态势,城市生产生活和工业生产对于天然气等清洁能源的需求更加旺盛,能源需求大幅度增长并面临能源结构调整优化问题[4]。
4 结束语
煤制天然气主要是以煤为原料,生产天然气的工艺技术,这种技术出现的时间较早,产生与石油危机期间。这种工艺的不断进步,促使煤制天然气工厂建成,通过当地的高水分褐煤,以及特殊的转换方法,进行天然气的转换。煤制天然气主要是通过煤气化生产的合成气,需要经过复杂的过程,发生多个反应。所以需要相应单位拥有成熟的技术,在煤气化、一氧化碳变化以及净化过程中,符合国家要求的标准。在贵州省,煤制天然气技术得到了较好的应用,工艺的流程较短,工艺比较简单,但是整个过程需要较高的技术水平,市场风险。科学技术的不断提升,煤制天然气的煤炭转换率可能会有所提升,能够获取更多的能源,然后延伸煤炭加工和利用的产品链。在经济与竞争力的相互较量中,天然气的稀缺,决定着其价格有着较大的上涨空间,具有比较好的经济效益和优势。
[1]肖维,康宇洁,杨 磊.发展煤制天然气产业利弊分析[J].中国资源综合利用,2015,07:57~60.
[2]朱瑞春.三甘醇脱水技术在煤制天然气中的应用及其影响因素[J].洁净煤技术,2012,03:59~62.
[3]张香芬.煤制天然气工艺的研究[J].科技资讯,2012,28:96+100.
[4]钱 卫,黄于益,张庆伟,杜铭华,解 强.煤制天然气(SNG)技术现状[J].洁净煤技术,2011,01:27~32.
田守强(1982-),男,汉族,贵州贵阳人,地质工程师,本科,从事煤田地质及矿井地质研究工作。
TE868
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2095-2066(2016)10-0062-02
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