CN103305298A - 一种煤气化制天然气的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤气化制天然气的方法，该方法包括：将碎煤送入碎煤气化装置进行碎煤加压气化，得到粗煤气；将所述粗煤气送入第一水洗装置进行水洗，得到第一煤气和煤气水；将所述煤气水送入煤气水处理单元中进行煤气水处理，得到废水；将所述废水和粉煤送入煤气化装置中进行煤气化，得到第二煤气；将所述第一煤气和第二煤气各自或合并后送入甲烷化装置中进行甲烷化，制取甲烷产品；所述煤气化装置为除碎煤气化装置以外的煤气化装置；所述煤气化为除碎煤加压气化以外的煤气化。该方法可以实现废水的合理利用、煤的更清洁高效利用和降低甲烷生产的成本。

Description

一种煤气化制天然气的方法

技术领域

本发明涉及一种煤气化制天然气的方法。

背景技术

煤制天然气是将煤经气化生产甲烷。目前，煤制天然气项目大多数采用单一气化方案。可以选择的气化方案有碎煤加压气化、水煤浆气化和粉煤气化等。这其中由于碎煤加压气化方案产生的煤气中甲烷气含量高，对甲烷生产有利。而且该方案还具有投资小、占地少、操作控制简单等特点，成为国内大多数企业进行煤制天然气项目的首选气化方案。虽然采用碎煤加压气化方案有上述优点，但是在实施该方案时，会产生大量的高浓度高污染的煤气水。这是因为该方案所进行的气化反应的结果，使得制得的粗煤气中含有大量的酚、氨、焦油、烃类、硫化物和含碳酸性气体等污染物，结果导致水洗净化粗煤气后得到含有大量上述污染物的煤气水。目前这种煤气水经煤气水处理装置处理后的废水排放量大，造成下游装置流程长、占地大、投资高、运行费用高，是国内外业界普遍头疼的课题，也是制约碎煤加压气化方案更好推广应用的瓶颈。

相比之下，采用水煤浆气化或粉煤气化等方案，由于所进行的气化反应不同，得到的粗煤气组成也不同，形成的煤气水的污染性小，废水处理比较容易，没有排放的问题。但是这些气化方案得到的煤气中甲烷气的含量极低，甚至没有。而且这些项目比碎煤加压气化方案投资大，操作控制复杂。

对于煤制天然气项目而言，甲烷是最主要的产品。

由此可见，选择碎煤加压气化方案有利于获得甲烷产品，但是当选择碎煤加压气化方案进行煤制天然气时，需要解决煤气水处理产生的废水的利用问题。

发明内容

本发明的目的是解决碎煤气化制天然气时，煤气水处理产生的废水的利用问题，提供一种煤气化制天然气的方法，该方法能够有效解决废水问题，并且能更高效地进行煤的清洁利用，降低煤气化制天然气的成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种煤气化制天然气的方法，该方法包括：将碎煤送入碎煤气化装置进行碎煤加压气化，得到粗煤气；将所述粗煤气送入第一水洗装置进行水洗，得到第一煤气和煤气水；将所述煤气水送入煤气水处理单元中进行煤气水处理，得到废水；将所述废水和粉煤送入煤气化装置中进行煤气化，得到第二煤气；将所述第一煤气和第二煤气各自或合并后送入甲烷化装置中进行甲烷化，制取甲烷产品；所述煤气化装置为除碎煤气化装置以外的煤气化装置；所述煤气化为除碎煤加压气化以外的煤气化。

本发明的方法将碎煤进行的碎煤加压气化和粉煤进行的煤气化相结合，形成“双气化方案”，其中以碎煤加压气化为主体气化，以煤气化为辅助气化。本发明的方法不仅可以通过煤气化处理配套煤矿开采、运输和煤粉碎过程产生的大量粉煤，更重要是可以解决碎煤加压气化中，处理高污染的煤气水时产生的大量废水的排放问题，可以将合格的废水用于煤气化过程中。采用本发明的方法既减少了大量废水排放对碎煤气化单元的下游造成的生产负荷和装置投资压力，又节省了煤气化过程中需要的大量用水，最终本发明的方法实现了废水的合理利用，实现了煤的更清洁高效利用。

根据本发明的一种优选实施方式，调整碎煤与粉煤的重量比，可以更经济地获得煤制天然气。例如本发明的实施例1中，采用包括“碎煤加压气化+水煤浆加压气化的双气化方案”进行年产40亿立方米的天然气的生产时，其中当碎煤与粉煤的重量比为3:1的条件下，碎煤加压气化产生的废水降低至500t/h，并且水煤浆加压气化可以消耗该废水总量的50重量%，最终仅有250t/h的废水向外排放，由此制得天然气的成本为0.912元/m³。而对比例1中，采取单一碎煤加压气化的方案进行同样规模的天然气生产时，产生的废水为750t/h，而且还会有产生大量的粉煤需要另外处理，由此制得天然气的成本为1.042元/m³，对于40亿立方米/年的产能，可以节约生产成本5.2亿元/年。由此可见，本发明的方法可以显著降低废水排放，并可以利用粉煤实现更有效的煤炭利用，更经济地获得煤制天然气。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种优选实施方式的煤制天然气的方法。

图2是现有技术的碎煤气化制天然气的方法。

附图标记说明

1碎煤气化单元      2水煤浆气化单元        3煤气水处理单元

4甲烷化装置        5空气分离装置          6硫回收装置

7干燥压缩装置      10碎煤气化装置         11第一水洗装置

12第一变换装置     13第一低温甲醇洗装置   20水煤浆气化装置

21第二变换装置     22第二低温甲醇洗装置

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种煤气化制天然气的方法，如图1所示，该方法包括：将碎煤送入碎煤气化装置10进行碎煤加压气化，得到粗煤气；将所述粗煤气送入第一水洗装置11进行水洗，得到第一煤气和煤气水；将所述煤气水送入煤气水处理单元3中进行煤气水处理，得到废水；将所述废水和粉煤送入煤气化装置中进行煤气化，得到第二煤气；将所述第一煤气和第二煤气各自或合并后送入甲烷化装置4中进行甲烷化，制取甲烷产品；所述煤气化装置为除碎煤气化装置以外的煤气化装置；所述煤气化为除碎煤加压气化以外的煤气化。

本发明中，进行煤气化制天然气可以采用碎煤加压气化和煤气化结合的“双气化方案”，其中以碎煤加压气化为主体气化，以煤气化为辅助气化。

根据本发明，所述煤气化装置可以为用于处理粉煤进行煤气化，生产天然气的装置，可以进一步优选地，所述煤气化装置为粉煤气化装置和/或水煤浆气化装置20；可以更优选地，所述煤气化装置为水煤浆气化装置20。

根据本发明，所述除碎煤加压气化以外的煤气化可以为用于处理粉煤进行煤气化生产天然气，可以进一步优选地，所述除碎煤加压气化以外的煤气化可以相应地为粉煤气化和/或水煤浆气化，更优选地，所述除碎煤加压气化以外的煤气化可以为水煤浆气化。

根据本发明，所述碎煤和所述粉煤的用量可以没有特别的限定，但为了更好地实现本发明的发明目的，更好地利用废水，减少废水排放总量，取得更好的煤制天然气的经济性，优选情况下，所述碎煤与所述粉煤的重量比为1-5:1；优选所述碎煤与所述粉煤的重量比为1-3:1。当本发明按照上述重量比运行时，由所述煤气水处理单元3处理产生的废水量，与所述煤气化所需的用水量之间可以有适当的物料平衡，从而本发明的方法可以有更低的废水排放量。并且，最终成本核算时，煤制天然气可以有更经济的成本。

由于本发明主要涉及将碎煤加压气化与其他煤气化方式“集成”来解决废水问题，以及通过选择二者适当的“集成”比例来获得最佳经济效益，因此对于碎煤加压气化所用的设备和操作条件及操作方式以及其他煤气化所用的设备和操作条件及操作方式没有特别的限定，均可以参照现有技术进行。

例如，根据本发明，优选情况下，如图1所示，该方法还包括将所述第一煤气送入所述甲烷化装置4前，顺序送入第一变换装置12和第一低温甲醇洗装置13进行CO变换和低温甲醇洗。所述碎煤气化装置10、所述第一水洗装置11、所述第一变换装置12和所述第一低温甲醇洗装置13可以顺序连接，组成碎煤气化单元1。

根据本发明，所述碎煤气化装置10可以没有特别的限定，可以为本领域常规使用的进行碎煤加压气化的气化炉。优选情况下，所述碎煤气化装置10可以为鲁奇MARK-IV炉、鲁奇MARK-V炉、鲁奇MARK⁺炉和碎煤加压气化炉中的一种。

本发明中，进行碎煤加压气化的条件可以没有特别的限定，可以为本领域中常规采用的条件，将碎煤在气化剂存在和加压条件下气化得到粗煤气即可。例如气化温度可以为900-1150℃；气化压力为3-6MPa。气化剂可以没有特别的限定，可以是水蒸汽和氧气。

根据本发明，所述第一水洗装置11可以用于水洗涤所述碎煤气化装置10产生的粗煤气，得到水洗后的第一煤气和煤气水，其中粗煤气中含有的大量的污染物，例如可以有大量的酚、氨、焦油、烃类、硫化物和酸性气体等，经水洗进入煤气水。其中水洗后的第一煤气可以进一步进行处理；煤气水可以进入煤气水处理单元3进行处理以除去上述污染物。所述第一水洗装置11可以没有特别的限定，例如可以为本领域常规使用的水洗装置，只要可以实现粗煤气与洗涤水充分接触，可以将粗煤气中的上述污染物用水洗涤去除即可。

本发明中，所述第一水洗装置11对粗煤气进行水洗时的条件可以没有特别的限定，可以为本领域进行碎煤气化炉产生的粗煤气洗涤所采用的常规洗涤条件，完成水洗即可。

根据本发明，所述第一变换装置12可以用于进行CO变换，将煤气中的CO与水反应生产H₂即可，可以使用本领域常规使用的实现CO转换生产H₂的装置即可。

本发明中，使用所述第一变化装置12进行CO变换的条件没有特别的限定，可以为本领域常规采用的进行CO变换的条件。

根据本发明，所述第一低温甲醇洗装置13可以用于进行低温甲醇洗，去除第一煤气中的混合烃和第一溶解气的装置，得到净化的第一煤气。其中净化的第一煤气可以用于进行甲烷化，第一溶解气可以进一步处理回收其中的硫。所述第一低温甲醇洗装置13可以没有特别的限定，可以为实现除去第一煤气中的混合烃和第一溶解气目的的低温甲醇洗装置，可以使用本领域使用的低温甲醇洗装置。

本发明中，使用所述第一低温甲醇洗装置13进行低温甲醇洗，可以去除第一煤气中的混合烃和第一溶解气的条件没有特别的限定，可以为本领域进行去除煤气中的混合烃和溶解气常规采用的条件。

根据本发明，优选情况下，如图1所示，该方法还包括将所述第二煤气送入所述甲烷化装置4前，顺序送入第二变换装置21和第二低温甲醇洗装置22进行CO变换和低温甲醇洗。所述煤气化装置、所述第二变换装置21和所述第二低温甲醇洗装置22可以顺序连接，组成水煤浆气化单元2。优选水煤浆气化装置20、所述第二变换装置21和所述第二低温甲醇洗装置22可以顺序连接，组成水煤浆气化单元2。

根据本发明，优选情况下，所述煤气化装置可以为本领域使用粉煤进行气化制天然气的装置。特别地，优选使用水煤浆气化装置20时，所述水煤浆气化装置20可以没有特别的限定，可以为本领域常规使用的进行水煤浆加压气化的气化炉。优选情况下，所述水煤浆气化装置20可以为德士古炉、E-GAS炉、多元料浆炉、华东理工大学四喷嘴炉和清华炉中的一种。

本发明中，进行所述煤气化的条件可以为本领域使用粉煤进行气化制天然气的条件。特别地，优选进行水煤浆加压气化时，水煤浆加压气化的条件可以没有特别的限定，可以为本领域中常规采用的条件，将水煤浆在气化剂存在和加压条件下气化得到粗煤气即可。例如气化温度可以为1300-1600℃；气化压力为2.0-8.5MPa；优选为1300-1400℃；气化压力为2.8-8.5MPa。气化剂可以没有特别的限定，可以是水蒸汽和氧气。

本发明中，将所述废水和粉煤送入煤气化装置中进行煤气化，得到第二煤气，优选是所述煤气化得到的粗煤气进行第二水洗，除去其中的污染物，如氨氮化合物，得到第二煤气。所述第二水洗可以在位于所述煤气化装置和所述第二变化装置21之间的第二水洗装置中进行。所述第二水洗装置及水洗条件可以没有特别的限定，可以为本领域常规使用的水洗装置和条件，只要可以实现粗煤气与洗涤水充分接触，除去其中的污染物即可。所述第二煤气可以顺序进入所述第二变换装置21和所述第二低温甲醇洗装置22。由于煤气化，特别地水煤浆加压气化，产生的粗煤气中的污染物少，水洗得到的煤气水易于处理，产生废水量少。

根据本发明，所述第二变换装置21可以用于进行CO变换，将第二煤气中的CO与水反应生产H₂即可，可以使用本领域常规使用的实现CO转换生产H₂的装置即可。

本发明中，使用所述第二变化装置21进行CO变换的条件没有特别的限定，可以为本领域常规采用的CO变换条件。

根据本发明，所述第二低温甲醇洗装置22可以用于进行低温甲醇洗，去除第二煤气中的混合烃和第二溶解气的装置，得到净化的第二煤气。其中净化的第二煤气可以用于进行甲烷化，第二溶解气可以进一步处理回收其中的硫。所述第二低温甲醇洗装置22可以没有特别的限定，可以为实现除去第二煤气中的混合烃和第二溶解气目的的低温甲醇洗装置，可以使用本领域使用的低温甲醇洗装置。

本发明中，使用所述第二低温甲醇洗装置22进行低温甲醇洗的条件没有特别的限定，可以去除第二煤气中的混合烃和第二溶解气即可，可以为本领域进行去除煤气中的混合烃和溶解气常规采用的条件。

根据本发明，所述煤气水处理单元3可以用于进行所述煤气水处理，处理来自所述第一水洗装置11的煤气水。所述碎煤气化装置10产生的粗煤气中污染物多，造成水洗后的煤气水含污染物也多，进行所述煤气水处理可以去除其中的酚、氨、焦油、烃类、硫化物和酸性气体等污染物，得到达到了下游工序所需要的水质量的废水。优选情况下，来自所述第一煤气化单元的煤气水通过所述煤气水处理步骤3处理后得到的废水中，一元酚含量为80-200mg/L，多元酚含量小于等于400mg/L，氨氮含量为80-200mg/L；优选一元酚含量为100-150mg/L，多元酚含量为300-350mg/L，氨氮含量为100-150mg/L。本发明的方法中，所述废水中污染物含量为上述范围时，该废水可以更好地用于进行所述煤气化，优选地用于进行所述水煤浆气化，并且多余部分的废水也可以满足下游处理的要求，可以实现废水的有效利用。如果所述废水中上述污染物含量高于上述范围，在再利用或排放前该废水还需进一步地采取措施降低上述污染物的含量，由此可能会增加煤气水处理的成本。所述煤气水处理单元3可以没有特别的限定，可以为本领域常规使用的处理来自碎煤气化单元的煤气水的装置。

本发明中，所述煤气水处理单元3处理煤气水的条件没有特别的限定，可以为本领域中处理碎煤加压气化产生的煤气水所常规采用的条件。

根据本发明，可以将处理合格的上述废水用作所述煤气化的用水，可以实现废水再利用，减少废水排放，同时也减少所述水煤浆加压气化的用水消耗。为实现上述废水的利用，优选情况下，本发明中，来自所述第一水洗装置11的煤气水经过所述煤气水处理单元3处理后产生的废水可以用作所述煤气化装置的用水；优选地来自所述第一水洗装置11的煤气水经过所述煤气水处理单元3处理后产生的废水可以用作所述水煤浆气化装置20的用水。

根据本发明，所述甲烷化装置4可以用于将净化的第一煤气和净化的第二煤气进行所述甲烷化，将其中的CO和H₂等气体反应生成甲烷产品。所述甲烷化装置4可以没有特别的限定，可以为本领域常规使用进行甲烷化的装置。

本发明中，使用所述甲烷化装置4进行所述甲烷化的条件可以没有特别的限定，可以为本领域进行烷基化反应常规采用的条件。

根据本发明，优选情况下，该方法还包括在空气分离装置5中进行空气分离，将分离得到的氧气送入所述碎煤气化装置10和所述煤气化装置。所述碎煤气化装置10、所述煤气化装置均与所述空气分离装置5连接；优选地所述碎煤气化装置10、所述水煤浆气化装置20均与所述空气分离装置5连接。所述空气分离装置5可以没有特别的限定，可以是本领域常规使用的装置。

本发明中，使用所述空气分离装置进行空气分离以得到氧气。所述空气分离装置可以使用的操作条件没有特别的限定，可以为本领域进行空气分离所常规采用的条件，完成所述空气分离步骤5即可。

根据本发明，优选情况下，该方法还包括将所述第一低温甲醇洗装置13和第二低温甲醇洗装置22排放出的第一和第二溶解气送入硫回收装置6进行硫回收。所述第一低温甲醇洗装置13、所述第二低温甲醇洗装置22均与所述硫回收装置6连接。所述硫回收装置6可以没有特别的限定，可以是本领域常规使用的装置。

本发明中，使用所述硫回收装置6完成硫回收所采用的条件可以没有特别的限定，可以为本领域进行硫回收所常规采用的条件。

根据本发明，优选情况下，该方法还包括将所述甲烷产品送入干燥压缩装置7进行干燥压缩。所述干燥压缩装置7与所述甲烷化装置4连接。所述干燥压缩装置7可以没有特别的限定，可以是本领域常规使用的装置。

本发明中，所述干燥压缩装置7完成甲烷产品的干燥压缩所采用的条件可以没有特别的限定，可以为本领域进行甲烷产品干燥压缩所常规采用的条件。

本发明中，所述碎煤的种类可以没有特别的限定，可以为各种煤种，例如可以为褐煤、长焰煤、贫瘦煤、烟煤、无烟煤和焦煤的至少一种，优选为褐煤。所述碎煤的粒径可以为5-50mm。

本发明中，所述粉煤的种类可以没有特别的限定，可以为各种煤种，例如可以为褐煤、长焰煤、贫瘦煤、烟煤、无烟煤和焦煤中的至少一种，优选为烟煤和/或长焰煤。粉煤可以来自煤的开采、运输和粉碎过程中的至少一个过程。所述粉煤的粒径可以为75-420μm。

以下参照图1所示的本发明的一种优选实施方式，对本发明的煤气化制天然气的方法进行描述。

在碎煤气化单元1中进行碎煤加压气化。将水蒸汽、碎煤和空气分离装置5获得的氧气送入碎煤气化单元1中的碎煤气化装置10进行碎煤加压气化反应。将气化反应产生的粗煤气送入第一水洗装置11进行水洗得到第一煤气和煤气水。将水洗得到的煤气水送入煤气水处理单元3进行处理，处理产生的废水提供给水煤浆气化装置20作为用水。将水洗得到的第一煤气顺序送入第一变换装置12和第一低温甲醇洗装置13后，得到净化的第一煤气；其中在第一变换装置12中将第一煤气中的部分CO与水进行反应产生H₂，在第一低温甲醇洗装置13中去除第一煤气中的混合烃和第一溶解气。

在水煤浆气化单元2中进行水煤浆气化。将水蒸汽、粉煤和空气分离装置5获得的氧气送入水煤浆气化单元2中的水煤浆气化装置20进行水煤浆气化反应。将气化反应产生的粗煤气进行水洗得到第二煤气。将第二煤气顺序送入第二变换装置21和第二低温甲醇洗装置22后，得到净化的第二煤气；其中在第二变换装置21中将第二煤气中的部分CO与水进行反应产生H₂，在第二低温甲醇洗装置22中去除第二煤气中的混合烃和第二溶解气。将净化的第一煤气和净化的第二煤气一起送入甲烷化装置4，进行CO和H₂的甲烷化反应得到甲烷产品。将甲烷产品送入干燥压缩装置7进行干燥压缩。将第一溶解气和第二溶解气送入硫回收装置6进行硫回收。

图2为现有技术的碎煤气化制天然气的方法。其中仅有相当于图1所示的碎煤气化单元1。具体方法可以描述为：将水蒸汽、碎煤和空气分离装置5获得的氧气送入碎煤气化单元1中的碎煤气化装置10进行碎煤加压气化反应。将气化反应产生的粗煤气送入第一水洗装置11水洗，得到煤气和煤气水。将煤气水送入煤气水处理单元3处理，处理产生的废水送入下游的处理装置。将煤气顺序送入第一变换装置12和第一低温甲醇洗装置13后，得到净化的煤气，其中在第一变换装置12中将煤气中的部分CO与水进行反应产生H₂，在第一低温甲醇洗装置13中去除煤气中的混合烃和溶解气。将净化的煤气送入甲烷化装置4进行甲烷化反应，主要将CO和H₂反应得到甲烷产品。将甲烷产品送入干燥压缩装置7进行干燥压缩。将溶解气送入硫回收装置6进行硫回收。

由于碎煤气化过程将产生大量污染物，因此处理含有大量污染物的煤气水会产生大量的废水。从图2装置可以看出，现有技术中会有大量废水的排放，会对环境造成影响。而本发明中，方法中包括的水煤浆气化装置20可以利用上述废水，可以处理配套煤矿开采、运输和煤粉碎过程产生的大量粉煤，实现废水的合理利用和煤的更清洁高效利用。由此制备的煤制天然气可以有更经济的成本。

以下通过实施例对本发明作进一步说明。以下实施例和对比例中，生产甲烷的成本按照本领域通常的成本核算方法计算，包括后续废水处理的成本。

实施例1

本实施例用于说明本发明的碎煤气化制天然气的方法。

按照图1所示的方法进行煤制天然气生产。

经空气分离装置5得到氧气（纯度为99.6%）。

1）碎煤气化单元。将粒径为10-40mm的褐煤、水蒸汽和得到的氧气通入鲁奇MARK-IV炉，在气化压力为3.0MPa和气化温度为900-1150℃的条件下进行碎煤加压气化。将气化反应产生的粗煤气送入第一水洗装置11进行水洗得到第一煤气和煤气水。将煤气水送入煤气水处理单元3进行煤气水处理，处理产生的部分废水送入水煤浆气化装置20。将第一煤气顺序送入第一变换装置12和第一低温甲醇洗装置13后，得到净化的第一煤气，其中在第一变换装置12中将第一煤气中的部分CO与水进行反应产生H₂；在第一低温甲醇洗装置13中去除第一煤气中的混合烃和第一溶解气。将净化的第一煤气送入甲烷化装置4进行甲烷化得到甲烷产品。将甲烷产品送入干燥压缩装置7进行干燥压缩。将第一溶解气送入硫回收装置6进行硫回收。

2）水煤浆气化单元。将粒径为90-200μm的烟煤、来自煤气水处理单元3的部分废水和得到的氧气送入德士古炉，在气化压力为6.5MPa，气化温度为1300-1400℃的条件下进行水煤浆气化反应。将气化反应产生的粗煤气进行水洗得到第二煤气和煤气水。将第二煤气顺序送入第二变换装置21和第二低温甲醇洗装置22后，得到净化的第二煤气；其中在第二变换装置21中将第二煤气中的部分CO与水进行反应产生H₂，在第二低温甲醇洗装置22中去除第二煤气中的混合烃和第二溶解气。将净化的第二煤气送入甲烷化装置4进行甲烷化得到甲烷产品。将甲烷产品送入干燥压缩装置7进行干燥压缩。将第二溶解气送入硫回收装置6进行硫回收。

其中，褐煤（碎煤）与烟煤（粉煤）的重量比为3：1，生产40亿m³的甲烷时，碎煤气化单元1产生的废水量为500t/h，其中进入水煤浆气化单元2的废水量为250t/h，排放的废水为250t/h。

废水中一元酚的含量为100mg/L，多元酚的含量为300mg/L，氨氮含量为200mg/L。

经成本核算，生产甲烷的成本为0.912元/m³。

实施例2

按照实施例1的方法，不同的是：褐煤（碎煤）与烟煤（粉煤）的重量比为1：1。

生产40亿m³的甲烷时，碎煤气化单元1产生的废水量为375t/h，其中进入水煤浆气化单元2的废水量为200t/h，排放的废水为175t/h。

废水中一元酚的含量为100mg/L，多元酚的含量为300mg/L，氨氮含量为200mg/L。

经成本核算，生产甲烷的成本为0.948元/m³。

实施例3

按照实施例1的方法，不同的是：褐煤（碎煤）与烟煤（粉煤）的重量比为2：1。

生产40亿m³的甲烷时，碎煤气化单元1产生的废水量为450t/h，其中进入水煤浆气化单元2的废水量为230t/h，排放的废水为220t/h。

废水中一元酚的含量为100mg/L，多元酚的含量为300mg/L，氨氮含量为200mg/L。

经成本核算，生产甲烷的成本为0.922元/m³。

对比例1

按照实施例1的方法，不同的是，只进行1）碎煤气化单元1中的碎煤气化制天然气，如图2所述方法。

生产40亿m³的甲烷时，碎煤气化单元1产生的废水量为750t/h，全部排放。

废水中一元酚的含量为100mg/L，多元酚的含量为300mg/L，氨氮含量为200mg/L。

经成本核算，生产甲烷的成本为1.042元/m³。

对比例2

按照实施例1的方法，但只进行2）水煤浆气化单元2中的粉煤气化制天然气。

生产40亿m³的甲烷。

经成本核算，生产甲烷的成本为1.108元/m³。

从实施例和对比例的结果可以看出，采用本发明的方法可以将碎煤气化单元1产生的废水再利用，用于水煤浆气化单元2的用水，从而减少废水排放总量。

其中，水煤浆气化单元2处理的粉煤可以为煤的开采、运输和粉碎中产生的粉煤，从而实现更高效的煤清洁利用。

当本发明的方法中，碎煤和粉煤的重量比在特定范围内时，碎煤气化单元1产生的废水量与水煤浆气化单元2的用水间有更适当的物料平衡，并且可以以更经济的成本获得甲烷产品。

Claims (10)

1.一种煤气化制天然气的方法，该方法包括：将碎煤送入碎煤气化装置进行碎煤加压气化，得到粗煤气；将所述粗煤气送入第一水洗装置进行水洗，得到第一煤气和煤气水；将所述煤气水送入煤气水处理单元中进行煤气水处理，得到废水；将所述废水和粉煤送入煤气化装置中进行煤气化，得到第二煤气；将所述第一煤气和第二煤气各自或合并后送入甲烷化装置中进行甲烷化，制取甲烷产品；所述煤气化装置为除碎煤气化装置以外的煤气化装置；所述煤气化为除碎煤加压气化以外的煤气化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碎煤与所述粉煤的重量比为1-5:1。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述碎煤与所述粉煤的重量比为1-3:1。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述废水中，一元酚含量为80-200mg/L，多元酚含量小于等于400mg/L，氨氮含量为80-200mg/L。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述废水中，一元酚含量为100-150mg/L，多元酚含量为300-350mg/L，氨氮含量为100-150mg/L。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括将所述第一煤气送入所述甲烷化装置前，顺序送入第一变换装置和第一低温甲醇洗装置进行CO变换和低温甲醇洗。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括将所述第二煤气送入所述甲烷化装置前，顺序送入第二变换装置和第二低温甲醇洗装置进行CO变换和低温甲醇洗。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括将所述第一低温甲醇洗装置和第二低温甲醇洗装置排放出的第一和第二溶解气送入硫回收装置进行硫回收。

9.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括将所述甲烷产品送入干燥压缩装置进行干燥压缩。

10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述煤气化装置为水煤浆气化装置或粉煤气化装置，所述除碎煤加压气化以外的煤气化相应地为水煤浆气化或粉煤气化。

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