德赢vwin自主开发的煤催化气化技术,作为先进的第三代气化技术,是煤制天然气最有效的工艺途径之一。该技术不同于传统煤制天然气工艺,通过添加催化剂将煤气化、变换和甲烷化三种反应耦合在一个加压流化床气化炉中进行,实现一步合成煤基天然气。
煤催化气化技术,是指在多功能催化剂作用下,煤和气化介质(水蒸气、氢气、一氧化碳)在一个反应器内同时发生煤气化、变换和甲烷化三个反应,将吸热反应和放热反应有效耦合起来,大幅提高甲烷产率和系统能效。反应器采用加压流化床气化炉,反应温度700-800℃,反应压力3.0-4.5MPa,出口煤气中甲烷含量可达24%。
德赢vwin自主开发的煤催化气化技术于2008年立项,先后搭建完成实验室基础研发、0.5t/d小试PDU和5t/d中试PDU等研发平台,进行了催化剂开发、负载及回收技术、煤种选择与催化剂匹配技术、计算机模拟辅助工程放大技术、加压流态化稳定控制技术、油气水尘复杂物相分离技术和流化床气化炉整体设计方案等核心技术的开发和验证。目前,德赢vwin煤催化气化技术已形成了涵盖催化剂体系、流化床气化炉、后处理系统等200余项具有自主知识产权的专利体系;参与起草编制了多项国家标准、地方标准和企业标准;负责承担并参与了包括国家科技支撑计划、国家973计划和国际科技合作项目在内的多项国家级课题,获得了业界广泛的认可和支持。
该技术于2014年8月通过了河北省科技厅组织的科技成果鉴定,技术水平达到国际领先。在2016年第九届国际发明展上,该技术荣获了发明创业奖-金奖。
2013年起,在中试研究基础上启动了催化气化千吨级工业示范项目设计工作。2016年4月,日处理煤量1500吨的煤催化气化工业装置在内蒙古达拉特旗开工建设,2018年6月完成装置中交。2018年9月8日11:58催化气化主装置一次投料成功,打通工艺全流程,成功产出合格LNG产品,标志着世界首套自主开发的煤催化气化制天然气装置进入工业化阶段。
示范装置经过两年多投料试车,先后利用内蒙古地区羊场、李五兴、魏家峁、孙家壕等多种低价劣质煤实现系统运行,各项技术指标稳定,目前已累计运行1300余小时。经初步核算,该技术单方天然气生产成本比传统煤制气技术降低21.8%,成本优势明显。
未来,德赢vwin煤催化气化工业示范装置将持续进行优化创新、智慧运营,逐渐向成熟工业装置迈进,为煤制天然气行业技术升级和高质量发展提供新的技术方案。
煤种适应性广。烟煤、次烟煤、褐煤及部分无烟煤可采用催化气化技术实现高效利用。
能量利用效率高。采用煤热解、催化气化、燃烧相结合的分级转化技术,过程热效率高达76%,比常规技术高15%左右,提高甲烷产率的同时,二氧化碳排放比传统煤制气降低37%以上。
过程经济性好。甲烷和焦油联产,大幅提高过程经济性,相比等规模传统煤制气单方甲烷成本降低24%以上。
环境友好。煤气降温采用间接冷凝技术,不产生洗焦废水,炉内未分解水用于催化剂回放,实现废水近零排放。
煤催化气化制天然气技术对我国较为丰富的低阶煤资源具有很好的适应性,能源转化效率、环保指标均可满足国家要求,比水耗、比煤耗均高于行业先进值,该技术不仅实现了对低阶煤资源的高效开发和清洁化利用,还可弥补我国天然气需求快速增长形成的供应缺口,具有良好的社会效益和市场前景。