[实用新型]一种煤和焦炉气联供制天然气的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于能源与化工技术领域，具体涉及一种煤和焦炉气联供制天然气的系统。

背景技术

中国的资源禀赋特点是“富煤、贫油、少气”，是一个以煤炭为主要能源的国家。虽然天然气消费在基础能源消费中所占比例仍然低于5％，但是天然气的消费量呈逐步上升趋势，过去10年天然气消费的平均增速为16％，其中2012年天然气消费量为1295亿m³，比2011年增加9.9％。“十二五”期间，天然气在基础能源消费结构中所占比例将由目前的4.4％提高到7.5％。到2015年，我国天然气需求量预计将达到2500多亿m³，而届时我国天然气产量只有约1500亿m³，加上页岩气产量65亿m³，届时我国天然气将出现巨大的供需矛盾。

基于我国国情以及国家产业政策的鼓励，国内很多企业开始考虑发展煤制天然气(SNG)项目。我国“十二五”期间的新型煤化工发展目标预计，到2015年，我国SNG产能最高约为300亿m³/年。我国已将SNG项目确定为石化“十二五”规划的重点发展项目，并将其作为工业示范项目列入《石化产业调整和振兴规划》。截止到2013年，中央政府已经批准10个SNG项目，总产能为671亿m³/年，其中最小产能为16亿m³/年，最大产能为300亿m³/年，产能都将超过美国大平原SNG项目15亿m³/年的产能。在10个获批的SNG项目的基础上，我国企业还计划投资更多的SNG项目，据不完全统计，在2012有超过30家企业准备投资SNG项目，总产能超过1200亿m³/年。仅在新疆一省，就计划建设20个SNG项目，产能达770亿m³/a。中石化计划投资140亿修建总长6000km的天然气运输管道，每年将从新疆输送300亿m³的天然气到我国东南地区。显然，我国拟建SNG项目的总产能将远超我国的供需缺口，因此我国需要综合考虑各方因素，合理规划SNG项目，解决我国的天然气供需矛盾和能源安全问题。

虽然目前的煤制天然气工艺具有技术成熟、生产成本低等优势，但仍然存在一些不足：首先，由于我国煤制天然气工艺中的煤气化过程主要采用鲁奇(Lurgi)煤气化技术，这种煤气化技术会产生大量的含酚废水，这些废水非常难处理，往往对周边环境造成一定影响。其次，由于鲁奇气化炉产生的合成气的氢碳比不能满足甲烷化的要求，因此需要水煤变换来提高氢碳比，但水煤变换过程会浪费热值较高的CO，而产生大量的CO₂，对环境造成影响，降低了碳元素利用效率。

焦炉气是焦炭生产过程中煤炭干馏后产生的气副产体，主要组成包括H₂(55～60％)，CH₄(23～27％)，CO(5～8％)，N₂(3～6％)，CO₂(<2％)以及一些烃类。中国每年的焦炉气产量约为350亿标准立方米，然而，除20％被作为燃料直接燃烧外，大部分焦炉气被直接排放进入大气，浪费了大量的资源。

实用新型内容

针对目前煤制合成天然气过程存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种煤和焦炉气联供制天然气的系统，该系统有助于降低煤制天然气过程的CO₂和污水排放，提高资源能源利用效率。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种煤和焦炉气联供制天然气的系统，所述系统包括煤气化单元、酸性气体脱除单元、甲烷化单元和焦炉气净化单元，煤气化单元与酸性气体脱除单元依次连接，焦炉气净化单元与酸性气体脱除单元并联后同时接入甲烷化单元。

优选的，所述煤气化单元设有煤粉原料入口、水蒸气入口、氧气入口、二氧化碳入口以及粗合成气出口；所述酸性气体脱除单元设有粗合成气入口、净合成气出口、硫化物出口以及二氧化碳出口；所述甲烷化单元设有甲烷合成气入口及甲烷产品出口；所述焦炉气净化单元设有粗焦炉气进口、焦炉气出口以及杂质出口；

其中，所述酸性气体脱除单元的二氧化碳出口分开两条管道，其中一条管道连接所述煤气化单元的二氧化碳入口，另一条为排空管道；所述焦炉气净化单元的焦炉气出口与所述酸性气体脱除单元的净合成气出口通过管道连接后，与所述甲烷化单元的甲烷合成气入口相连接。