第1章 总论 1
1.1 煤制天然气基本概念 2
1.1.1 直接煤制天然气技术 2
1.1.2 间接煤制天然气技术 2
1.2 我国发展煤制天然气的背景 5
1.2.1 煤炭在我国未来一次能源结构中仍将占主导地位 5
1.2.2 煤炭资源利用与传输的新途径 6
1.2.3 煤炭利用新方式 8
1.2.4 天然气供应新渠道 9
1.2.5 煤制天然气是我国优化能源结构和保障能源安全的重要手段 9
1.2.6 世界上已有运行多年的煤制天然气工厂 10
1.3 我国发展煤制天然气的可行性 12
1.3.1 技术可行性 12
1.3.2 经济可行性 12
1.3.3 市场空间方面 14
1.3.4 其他方面 15
1.4 我国煤制天然气项目现状 16
1.4.1 煤制天然气备受关注 16
1.4.2 存在的问题 17
1.5 煤制天然气工厂概念设计研究的意义 18
1.6 研究内容与技术路线 18
1.7 本章小结 19
参考文献 19
第2章 煤制天然气工厂设计的需求分析 23
2.1 功能性需求 25
2.2 运营性需求 26
2.2.1 原料煤资源特点 26
2.2.2 煤制天然气装置特点 28
2.2.3 煤制天然气产品特点 29
2.2.4 我国天然气供应和消费特点 29
2.2.5 城镇用户的天然气消费特点及用气规律 32
2.2.6 面向城镇用户的煤制天然气供应链上存在的矛盾分析 36
2.3 约束性需求 36
2.3.1 强制性约束 36
2.3.2 非强制性约束 41
2.4 本章小结 42
参考文献 43
第3章 煤制天然气技术现状及发展趋势 45
3.1 空分技术现状及发展趋势 46
3.1.1 空分原理及工艺流程 46
3.1.2 国内外空分技术发展情况 47
3.1.3 主要空分技术比较 49
3.1.4 国内外主要空分制造商发展现状 51
3.1.5 空分配套机组发展现状 54
3.2 气化技术现状及发展趋势 56
3.2.1 煤气化基本原理 56
3.2.2 煤气化技术分类 57
3.2.3 主要气化工艺技术 60
3.2.4 气化技术对比 105
3.2.5 褐煤气化进展 112
3.2.6 气化技术选择 114
3.3 变换技术现状及发展趋势 117
3.3.1 变换催化剂 118
3.3.2 变换工艺流程与设备 121
3.3.3 变换技术选择 130
3.4 净化技术现状及发展趋势 130
3.4.1 脱硫技术 130
3.4.2 脱碳技术 132
3.4.3 聚乙二醇二甲醚法 132
3.4.4 低温甲醇洗法 137
3.4.5 净化技术选择 149
3.5 甲烷化技术现状及发展趋势 152
3.5.1 技术原理与发展历程 152
3.5.2 甲烷化催化剂 153
3.5.3 甲烷化工艺技术 157
3.6 天然气脱水技术现状及发展趋势 196
3.6.1 脱水技术简介 196
3.6.2 三甘醇脱水工艺流程与设备 198
3.6.3 三甘醇脱水工艺的国内工程应用 199
3.7 固体废物处理技术 200
3.7.1 固体废物的来源 201
3.7.2 治理措施 201
3.8 废气处理技术 202
3.8.1 废气的来源 202
3.8.2 废气的组分及治理措施 202
3.8.3 硫黄回收技术 203
3.8.4 烟气脱硝技术 212
3.8.5 二氧化碳的捕集与利用 220
3.9 废水处理技术 222
3.9.1 煤气化废水的来源 222
3.9.2 典型煤气化技术的废水特点 222
3.9.3 碎煤加压气化废水处理方法 224
3.9.4 煤气化废水“零排放”现状及趋势 233
3.10 深加工技术现状及发展趋势 234
3.10.1 煤焦油深加工 236
3.10.2 典型煤化工项目副产品利用情况 241
3.11 信息技术在煤化工中的应用现状及发展趋势 242
3.11.1 信息化建设内容 242
3.11.2 信息化实施范围 244
3.11.3 煤化工企业信息化发展趋势 244
3.12 本章小结 251
参考文献 252
第4章 煤制天然气工厂设计的技术策略 261
4.1 煤源稳定策略 262
4.1.1 实施煤源稳定策略的重要原因 262
4.1.2 煤制天然气工厂应注重采用低阶煤 263
4.2 单元技术成熟策略 264
4.2.1 采用成熟可靠技术有利于工厂稳定可靠运行 264
4.2.2 采用成熟技术并不排斥新技术 264
4.3 装置多系列设置策略 265
4.3.1 采用装置多系列设置策略的原因 265
4.3.2 装置系列数的确定原则 266
4.4 装备本地化策略 266
4.4.1 装备本地化的含义 266
4.4.2 实施装备本地化策略的意义 267
4.4.3 装备本地化应进行评估 267
4.5 储气调峰策略 267
4.5.1 天然气供应调峰的种类 268
4.5.2 煤制天然气工厂的调峰方式 268
4.5.3 天然气供应调峰方式 269
4.5.4 煤制天然气工厂宜采取储气调峰方式 271
4.5.5 储气调峰策略应注意的问题 271
4.6 综合先进策略 272
4.6.1 综合先进策略的含义 272
4.6.2 采用有效的环境保护控制技术 272
4.6.3 实施清洁化生产工艺 273
4.6.4 采用新工艺、新技术、新设备、新材料支撑 274
4.6.5 采用先进控制与信息技术 274
4.6.6 采用先进的给排水技术 275
4.6.7 采用先进的安全与消防技术 276
4.6.8 先进的工厂总图布置以及装置联合布置技术 276
4.7 工厂基地化策略 277
4.8 本章小结 278
参考文献 278
第5章 煤制天然气工厂构想 281
5.1 基于碎煤加压气化技术的煤制天然气工厂方案 282
5.1.1 加工原料及总工艺流程 282
5.1.2 主要装置组成及规模 283
5.1.3 节能措施 283
5.1.4 支撑本构想的关键技术 285
5.1.5 储气调峰配套设施 286
5.1.6 自动控制及信息化 286
5.1.7 工厂总平面布置 287
5.1.8 给排水 287
5.1.9 供电 289
5.1.10 环境保护 289
5.1.11 园区建设 291
5.2 基于碎煤加压气化与水煤浆气化联合技术的煤制天然气工厂设计方案 292
5.2.1 加工原料及规模 292
5.2.2 总工艺流程 292
5.2.3 主要装置组成及规模 292
5.2.4 废水防治措施 294
5.3 基于碎煤加压气化与粉煤气化联合技术的煤制天然气工厂设计方案 295
5.3.1 加工原料及规模 295
5.3.2 总工艺流程 295
5.3.3 主要装置组成及规模 295
5.3.4 废水防治措施 297
5.4 单一气化与联合气化设计方案比较 298
5.4.1 碎煤加压气化优点、缺点 298
5.4.2 水煤浆气化优点、缺点 298
5.4.3 粉煤气化优点、缺点 298
5.4.4 基于碎煤加压气化和水煤浆气化联合技术的煤制天然气工厂方案优点 299
5.4.5 基于碎煤加压气化和粉煤气化联合技术的煤制天然气工厂方案优点 299
5.4.6 能源转化效率和装置综合能耗 299
5.5 本章小结 300
第6章 结论与建议 301