【摘要】：天然氣是一種重要的清潔能源,提高其在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比是一項(xiàng)具有意義的可持續(xù)性發(fā)展舉措。在天然氣供需矛盾日益增加的情況下,煤制天然氣項(xiàng)目得到迅速發(fā)展。煤制天然氣項(xiàng)目能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭能源的有效轉(zhuǎn)換,但是同時(shí)產(chǎn)生了難以處理的廢水和大量的二氧化碳。本文經(jīng)過對(duì)煤制天然氣工藝流程研究發(fā)現(xiàn),氣化單元采用的碎煤固定床加壓氣化爐雖然應(yīng)用廣泛,但是存在著廢水量大、成分復(fù)雜、處理難度大等難以解決的問題。同時(shí)由于流程中需要設(shè)置水煤氣變換單元增加氫氣的含量以提高氫碳比,由此產(chǎn)生了大量的二氧化碳。針對(duì)以上問題,發(fā)現(xiàn)在碎煤固定床加壓氣化爐基礎(chǔ)上開發(fā)的碎煤熔渣氣化爐氣化效率高,產(chǎn)生廢水量少,在效率及環(huán)保方面具有更大優(yōu)勢(shì)。另外富氫少碳的焦?fàn)t氣可以實(shí)現(xiàn)元素互補(bǔ)。焦?fàn)t氣是焦炭產(chǎn)業(yè)中大量產(chǎn)生的一種氣體,其氫碳比可達(dá)6.5。因此,本文提出了一種焦?fàn)t氣輔助碎煤熔渣氣化制天然氣新工藝。新工藝在典型的煤制天然氣過程的基礎(chǔ)上,采用更為高效環(huán)保的碎煤熔渣氣化技術(shù)。加入焦?fàn)t氣分離單元及CH_4/CO_2重整單元。焦?fàn)t氣的加入能夠提高合成氣氫碳比,從而去掉傳統(tǒng)過程中的水煤氣變換單元。CH_4/CO_2重整即是干重整反應(yīng),利用焦?fàn)t氣分離出來的部分甲烷與系統(tǒng)產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行反應(yīng)生成合成氣,可以實(shí)現(xiàn)碳資源的回收利用。利用模擬軟件Aspen Plus對(duì)新工藝流程進(jìn)行建模與模擬,并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。結(jié)果表明,相比于煤制天然氣過程,新過程能效提高了6.7%,生產(chǎn)成本降低了18%,同時(shí)二氧化碳、廢水的排放分別減少了94.8%、83%,節(jié)能減排效果明顯。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ546
【圖文】：

第一章 緒論熟[19, 22-30]。對(duì)煤制天然氣流程中甲烷化技術(shù)的自主掌握[31打破這個(gè)局面，推進(jìn)國(guó)家煤制氣項(xiàng)目技術(shù)進(jìn)展面的系統(tǒng)化研究，強(qiáng)調(diào) 自主創(chuàng)新、合作為輔經(jīng)開始先規(guī)�；�、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，主要集中在內(nèi)目列于表 1-2 中[33, 34]。其中，內(nèi)蒙古的煤制天行業(yè)中成為產(chǎn)業(yè)龍頭，大唐克旗煤制天然氣工示范項(xiàng)目，已經(jīng)成功為北京供氣[35]。

圖 2-10 CRG 甲烷化工藝[73]Figure 2-10 CRG Methanation[73]GI 甲烷化技術(shù) GI 甲烷化技術(shù)與其他甲烷化技術(shù)有所不同，這種技術(shù)采用的催化劑，壓力操作范圍為常壓至 7MPa，溫度為 240-650℃。這種耐硫催化劑可以為百分之一內(nèi)使用，耐硫性能較好。GI 甲烷化技術(shù)進(jìn)料氣的氫碳比在 0.4~3，反在 2.5MPa。GI 甲烷化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能源效率較好，工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單而設(shè)備少等[77]。大連化物所甲烷化技術(shù) 這是中科院大連化學(xué)物理研究所耗時(shí)五年研發(fā)出來化技術(shù)[77]。這種技術(shù)可將一氧化碳的含量控制在百分之十之內(nèi)，符合國(guó)家的要求連化物所研發(fā)出來的甲烷化催化劑實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，證明其對(duì)甲烷化的適應(yīng)性連化物所甲烷化催化劑活性好并具有較高的甲烷選擇性，但也存在著一些尚未攻點(diǎn)，即是這種催化劑不耐硫，致使在工藝過程中需要加入脫硫劑，使得工藝成本增

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 滿奕;楊思宇;蕭鴻華;錢宇;;煤和焦?fàn)t氣聯(lián)供制合成天然氣過程的建模、模擬與分析[J];化工學(xué)報(bào);2015年12期

2 周恩年;;國(guó)內(nèi)外煤制天然氣甲烷化技術(shù)及工業(yè)化現(xiàn)狀[J];煤化工;2015年04期

3 崇璇;趙迪斐;范瀟瀟;李剛;;我國(guó)煤炭消費(fèi)重心演變軌跡研究[J];煤炭經(jīng)濟(jì)研究;2015年06期

4 宋文健;崔書明;韓雪冬;徐振剛;;BGL煤氣化技術(shù)分析與中煤圖克煤制化肥氣化爐運(yùn)行總結(jié)[J];煤炭加工與綜合利用;2015年06期

5 陳俊武;陳香生;胡敏;;中國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)前景芻議(下)——中國(guó)減少碳排放的措施[J];中外能源;2015年04期

6 忻仕河;;美國(guó)大平原氣化工程[J];煤質(zhì)技術(shù);2015年02期

7 李傳銳;劉永健;李春?jiǎn)?左玉幫;;我國(guó)煤制天然氣發(fā)展現(xiàn)狀、政策與應(yīng)用分析[J];化學(xué)工業(yè);2015年01期

8 徐本剛;;煤制天然氣工藝技術(shù)進(jìn)展[J];廣東化工;2014年17期

9 戴厚良;何祚云;;煤氣化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和進(jìn)展[J];石油煉制與化工;2014年04期

10 李振宇;黃格省;喬明;;我國(guó)煤制天然氣技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與經(jīng)濟(jì)性分析[J];國(guó)際石油經(jīng)濟(jì);2013年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 滿奕;低碳排放的煤和焦?fàn)t氣聯(lián)供化工過程新工藝[D];華南理工大學(xué);2016年

2 項(xiàng)東;煤制烯烴過程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與生命周期評(píng)價(jià)[D];華南理工大學(xué);2016年

3 李恒沖;煤制天然氣的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與生命周期評(píng)價(jià)[D];華南理工大學(xué);2015年

4 劉敬堯;合成氣為核心的能源化工系統(tǒng)的系統(tǒng)分析和生命周期評(píng)價(jià)[D];華南理工大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 彭麗娟;焦?fàn)t氣輔助煤氣化制甲醇系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2014年

2 金鑫;煤基甲醇和電力聯(lián)產(chǎn)過程的物流和能量集成設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2013年

3 陳文艷;環(huán)境友好條件下甲烷等離子體重整制氫的研究[D];大連海事大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2732915