2.2　以煤為原料制備合成氣

2.2.1　煤氣化反應基本原理

煤氣化過程是非常復雜的過程。它主要以煤或煤焦為原料，以氧氣或空氣、水蒸氣或氫氣等作為氣化介質（或稱氣化劑），在高溫的條件下通過化學反應將其中的可燃部分轉化為氣體燃料，氣化過程中所得的可燃氣體稱為氣化煤氣，其有效成分包括CO、H₂、CH₄等。

發(fā)生于氣化爐內的煤氣化反應，涉及高溫、高壓、多相條件下物理和化學過程的相互作用，是一個非常復雜的過程。傳統(tǒng)上，煤氣化反應是指煤中的碳與氣化劑中的氧氣和水蒸氣發(fā)生的反應，也包括碳與反應產物以及反應產物之間進行的反應，具體可以分為以下幾種主要類型。

（1）碳-氧間的反應（也稱為碳的氧化反應）

以空氣或純氧為氣化劑時，碳的氧化反應有：

　　（2-1）

　　（2-2）

　　（2-3）

（2）碳與水蒸氣的反應

在一定的溫度下，氣化劑中的H₂O和燃燒過程中生成的H₂O將與碳發(fā)生如下反應：

　　（2-4）

　　（2-5）

這是制造水煤氣的主要反應，也稱為水蒸氣的分解反應。其中反應生成的一氧化碳可進一步與水蒸氣發(fā)生如下反應：

　　（2-6）

（3）甲烷的生成反應

煤氣中的甲烷，一部分來自煤中揮發(fā)物的熱分解，另一部分來自氣化爐內的碳與煤氣中的氫氣反應以及氣體產物之間反應，如下：

　　（2-7）

　　（2-8）

　　（2-9）

　　（2-10）

（4）煤中其他元素與氣化劑的反應

煤炭中含有少量的氮元素和硫元素，它們與氣化劑以及反應中生成的氣態(tài)反應產物之間也可能進行一系列的反應，由此產生了煤氣中的含氮和含硫產物。這些產物有可能產生腐蝕和污染，在氣體凈化過程中必須予以除去。

2.2.1.1　煤制甲烷的工藝原理

以煤為原材料制備合成氣并最終制備甲烷是最常見的合成氣甲烷化技術。其工藝流程共包括煤氣化、空分、部分變換、脫硫脫碳凈化、甲烷化等，具體見圖2-1，各個單元的具體作用見表2-1。

原煤經過煤氣化裝置生產出來粗煤氣，然后經過CO變換和酸性氣體的脫除后，得到一定比例的凈化氣，經過調整進行甲烷化反應并最終經過壓縮和干燥后得到符合相應標準的天然氣。其主要工藝裝置包括空分裝置，煤氣化裝置，CO變換、凈化和甲烷化裝置以及硫回收裝置等。

從單個工藝單元來看，空分、變換、凈化是在煤化工項目中均已得到廣泛應用的成熟技術。因此在煤制天然氣工藝中，主要需要選擇的是煤氣化及甲烷化技術。其中煤氣化技術尤其是煤制天然氣工藝中的關鍵技術。

煤經合成氣制備甲烷的關鍵技術之一是煤氣化技術。近年來，國內外的煤氣化技術已經取得了明顯的進展。其中，移動床、流化床以及氣流床均為典型的煤氣化技術，并均可作為煤經合成氣制備甲烷的工藝技術。

2.2.1.2　煤氣化反應的類型

21世紀以來，由于石油價格的上漲和國內對石油制品的需求快速增長，煤化工逐漸被重視起來，尤其是中國對煤氣化的需求與日俱增。國內外迅速出現一大批煤氣化技術投入實際應用，主要包括固定床氣化技術、流化床氣化技術和氣流床氣化技術三大類。每種氣化技術均有其自身的優(yōu)缺點，對原料煤的品質均有一定的要求，其工藝的先進性、技術成熟程度也有差異，具體見表2-2。

從表2-2中可知，國內的煤氣化技術迅猛發(fā)展，固定床氣化、流化床氣化以及氣流床氣化等都已經相對成熟，占據了國內大型煤氣化技術的部分市場。除上述各項氣化技術外，還有E-STR、711氣化技術等處于概念設計推廣中。但是具體選擇以何種煤氣化技術來制備合成氣并最終制備甲烷，需要根據煤種、環(huán)境、投資以及產品需求等多方面因素綜合考慮。

2.2.2　固定床煤氣化制備合成氣

2.2.2.1　固定（移動）床氣化工藝

固定床氣化一般采用一定塊徑的塊煤（焦炭、半焦、無煙煤等）為原料，煤種與氣化劑逆流接觸，其中固相原料煤或煤焦從氣化爐上部加入，氣化劑自氣化爐底部鼓入，含有殘?zhí)康幕以慌懦?/p>

用灰渣和產品氣的顯熱，分別預熱氣化劑和原煤。因氣化溫度較低，氣化反應速率較小，因此在生成的氣體產物中含有大量的焦油和甲烷。典型的移動床氣化爐有常壓的UGI氣化爐和加壓的Lurgi氣化爐等。

一般根據煤在固定床內不同高度進行的主要反應，將其自下而上分為灰渣層、燃燒層、氣化層、干餾層和干燥層。具體床層分布和主要產物示意圖如圖2-2所示。在實際反應過程中，除氣化層和燃燒層主要以氧氣濃度為零來劃分外，其余各區(qū)沒有明顯的邊界，是可以重疊覆蓋的。

固定床氣化爐一般氣化溫度較低，反應速率較小，生成氣體產物中含有大量的焦油且甲烷含量較高。因此，為了保證氣化過程的順利進行，固定床氣化爐對煤質也有一定的要求，如灰熔點和穩(wěn)定性等方面都有一定的要求。

2.2.2.2　常壓固定床

最典型的常壓固定床氣化爐是UGI氣化爐。其是美國聯(lián)合氣體公司開發(fā)并以公司名字命名的，原料通常為無煙煤或焦炭，其特點是可采用不同的操作方式（間歇或連續(xù)），也可采用不同的氣化劑，制取空氣煤氣、半水煤氣或水煤氣。

該氣化爐具有設備結構簡單、易于操作、投資低等優(yōu)點，一般不用氧氣作為氣化劑，冷煤氣效率較高且甲烷含量高。但是其生產能力低，對煤種要求極其嚴格，間歇操作時工藝管道非常復雜，盡管國內仍有部分合成氨廠或煤氣廠采用UGI氣化技術，但是從氣化技術發(fā)展的角度來看，該技術已經無法適應現代煤化工對氣化的要求，面臨著更新?lián)Q代的需求。

2.2.2.3　加壓固定床

固定床加壓氣化技術主要指Lurgi公司開發(fā)的碎煤加壓氣化爐（Lurgi）以及以其工藝作為基礎發(fā)展的液態(tài)熔渣氣化爐（BGL）。

（1）碎煤加壓氣化工藝

①碎煤加壓氣化技術概況　碎煤加壓氣化技術是德國Lurgi公司開發(fā)的煤氣化技術，其主要特點是帶有夾套鍋爐固定排渣的加壓煤氣化爐，原料采用碎煤，經過加壓氣化得到粗煤氣。其中煤和氣化劑逆流接觸，主要適用于氣化活性較高、塊度在5～50mm的褐煤和弱黏結性煤等，常稱之為碎煤加壓氣化工藝，氣化爐稱為Lurgi爐。

美國大平原煤氣廠采用Lurgi煤氣化工藝技術生產甲烷化技術所需原料氣，取得了近30年的生產經驗。因此我國普遍主張在煤制甲烷的過程中，采用Lurgi氣化技術。因為該氣化技術出口的甲烷含量可以達到10%左右，減少了后續(xù)的投資，也可使用較廉價的褐煤作為原料。上述流程的副產物是焦油，焦油加氫后可以作為燃料油或車用油，以及酚、氨等，可作為化工原料。另外，該技術氣化出口的合成氣中H₂/CO的值較高，因此需要變換的氣體較少，具有明顯的優(yōu)勢。

②碎煤加壓氣化工藝原理和流程　典型碎煤加壓氣化工藝流程如圖2-3所示。

典型的碎煤加壓氣化爐結構如圖2-4所示。該氣化爐適用于反應性高、不黏結或弱黏結性的煤，如典型的褐煤或長焰煤等。若要采用氣化揮發(fā)分低和碳化度高的煤，需要提高其氣化溫度，結合固態(tài)排渣特點，要求煤的灰熔點一般大于1500℃。碎煤加壓氣化爐主要以5～50mm的塊煤為原料，以氧氣＋蒸汽為氣化劑進行連續(xù)氣化，煤氣中一般含有10%左右的甲烷。氣化床層自上而下分干燥、干餾、還原、氧化和灰渣等層。目前國內的天脊集團、國電赤峰、義馬煤氣公司、哈爾濱煤氣公司、潞安煤制油項目和大唐克什克騰煤制天然氣項目均選擇碎煤加壓氣化爐進行氣化。

（2）BGL氣化工藝

BGL氣化工藝是在Lurgi氣化工藝的基礎上發(fā)展起來的，其最大的改進是將干法排渣的Lurgi氣化爐改為熔融態(tài)排渣，提高了氣化爐的操作溫度，從而提高了氣化爐的生產能力，使之更加適合灰熔點低以及對蒸汽反應活性較低的煤。與普通的Lurgi氣化爐相比，BGL氣化爐單位截面積的產量提高了1～2倍，氣化過程中蒸汽消耗減少顯著，氣化效率明顯提高，同時還降低了焦油等難處理副產物的生成量。典型的BGL氣化爐結構功能見圖2-5。

BGL氣化爐爐體結構比傳統(tǒng)的Lurgi氣化爐簡單，煤鎖和爐體的上部結構與干法排渣的Lurgi氣化爐大致相同，不同的是用渣池代替了爐箅。塊煤（最大粒度50mm）通過頂部的閘斗倉進入加壓氣化爐，當煤在氣化爐中由上向下移動時，被逆著向上的氣流干燥、脫除揮發(fā)分、氣化，最終燃燒。氣化爐下部設有4個噴嘴，噴嘴將水蒸氣和氧的混合物以60m/s的速率噴入燃料層底部，在噴口周圍形成一個處于擾動狀態(tài)的燃燒空間，釋放出的熱量維持爐內2000℃的高溫，該高溫使灰熔化，并提供熱以支持氣化反應。液態(tài)灰渣先排到爐底收集池內，然后再自動排入水冷裝置。灰渣在水冷裝置中形成無味、不可滲濾的熔渣狀玻璃態(tài)固體，然后排出。

2.2.3　流動床煤氣化制備合成氣

（1）流動床氣化工藝

當氣體或液體以某種速度通過顆粒床層而足以使顆粒物料懸浮，并能保持連續(xù)的隨機運動狀態(tài)時，便出現了顆粒床層的流化狀態(tài)。流化床氣化就是利用流態(tài)化的原理和技術，使煤顆粒通過氣化介質達到流態(tài)化。其特點是較高的氣-固間傳熱和傳質速率，床層中氣-固兩相的混合接近理想狀態(tài)，其床層固體顆粒分布和溫度的分布均較為均勻。

（2）溫克勒（Winkler和HTW）氣化

溫克勒氣化爐要求進入氣化爐的煤顆粒粒徑小于10mm，一般在低于灰熔化溫度下操作，因煤種不同，床層溫度一般在950～1050℃。在氣化爐的上部加入部分氣化劑，能夠保證顆粒的氣化，同時也提高床層上部的溫度，有利于減少合成氣的焦油含量。高溫溫克勒（HTW）氣化技術，是對溫克勒氣化技術的改進，其特點是提高了氣化壓力，氣化壓力最高達到3.0MPa，同時也進一步提高了氣化溫度，并用強旋風分離器分離細灰，循環(huán)進入氣化爐，從而提高了碳的轉化率。提高氣化反應溫度受煤的灰熔點限制。當灰分為堿性時，可以添加石灰石、石灰和白云石來提高煤的軟化點和熔點。

（3）循環(huán)流化床（CFB）氣化

循環(huán)流化床對顆粒的大小和形狀沒有特別的要求，其同時具備固定流化床和輸送床的特點，較高的滑移速度可以保證氣固兩相的充分混合，促進了氣化爐內的熱質傳遞，與傳統(tǒng)的固定流化床相比，循環(huán)流化床具有更高的循環(huán)率，有利于原料的快速升溫，減少了焦油的生成。循化流化床另一個重要的特點是，它對煤顆粒的大小和形狀無特殊要求，因此這種形式的流化床氣化爐也適合于生物質與固體廢棄物的氣化。

（4）恩德爐粉煤氣化

恩德煤氣化技術是在溫克勒氣化技術基礎上經過改良后發(fā)展起來的氣化技術。其工藝為煤通過煤倉底部的三個螺旋式加煤機送到發(fā)生爐底部錐體部分。空氣和氧氣等氣化劑由離心式鼓風機吸入，加壓后與過熱蒸汽混合作為氣化劑和流化劑，分多路從各級噴嘴進入氣化爐。粉煤和氣化劑直接接觸反應，在爐內形成密相段和稀相段。密相段的溫度分布均勻，稀相段溫度較高，這就使得煤種的焦油和輕油以及酚類在高溫下發(fā)生裂解。

（5）KBR輸送床氣化工藝

輸送床流化氣速較循環(huán)流化床相比更高，其工藝流程為：原料煤通過煤斗加入氣化爐后，在氣化爐混合區(qū)由豎管循環(huán)進入爐內與未反應完全的煤進行混合，氣體攜帶固體進入上升段，上升段的出口與提升器上部的料斗相連，大顆粒通過重力作用分離，小顆粒通過旋風分離器與氣體分離。由提升器和旋風分離器分離出來的顆粒經豎管和J形管循環(huán)進入氣化爐的混合區(qū)。

（6）灰融聚氣化工藝

灰融聚流化床粉煤氣化技術根據射流原理，以空氣或氧氣或者富氧空氣與蒸汽等為氣化劑，在適當的煤粒度和氣速下，氣化劑使爐內的煤顆粒在沸騰的情況下氣化，氣固兩相充分混合。在燃料部分燃燒產生的高溫條件下發(fā)生煤的還原反應，最終實現煤氣化。根據射流原理，此技術在流化床底部設計了灰團聚分離裝置，可以形成床內局部高溫區(qū)，使灰渣團聚成球，借助重量的差異達到灰團和半焦的分離。根據飛灰立管的流動原理，設計了特殊的飛灰循環(huán)系統(tǒng)，提高了碳利用效率，這是灰融聚流化床氣化技術的特點。

2.2.4　氣流床氣化制備合成氣

（1）氣流床氣化工藝

從技術、煤利用率、產品成本和環(huán)保等角度來看，水煤漿和干煤粉的氣化不見得不可用，應該具體因地制宜地選擇。在煤質和技術允許的條件下，采用氣流床氣化工藝制取甲烷也是可以考慮的。氣流床氣化按進料方式可分為干法氣流床氣化和濕法氣流床氣化兩種。

（2）干法氣流床氣化制備合成氣

干法氣流床氣化方式主要有Shell粉煤氣化、K-T常壓氣化、GSP氣化、航天爐氣化和Prenflo氣化等。

①殼牌（Shell）粉煤氣化工藝　殼牌（Shell）粉煤氣化工藝流程中粉煤和氧氣以及少量的蒸汽在加壓條件下并流進入氣化爐內，在極為短暫的時間內完成升溫、揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉化等一系列的物理和化學過程。由于氣化爐內溫度較高，在有氧存在的條件下，碳、揮發(fā)分及部分反應產物（H₂和CO）以發(fā)生燃燒反應為主，在氧氣消耗殆盡之后發(fā)生碳的各種轉化反應，即進入氣化反應階段，最終形成以H₂和CO為主要成分的合成氣離開氣化爐。

②GSP氣化工藝　該工藝對氣化原料有較寬的適應性，且可同時氣化固體原料和液體原料。固體原料中的褐煤、煙煤、無煙煤和石油焦均可氣化，對煤的活性沒有要求，對煤的灰熔點適應范圍比其他氣化工藝可以更寬。對于高灰分、高水分、含硫量高的煤種也同樣適用。氣化溫度約1400～1600℃，碳轉化率高達99%以上，產品氣體潔凈，不含重烴，甲烷含量極低，煤氣中有效氣體（CO+H₂）達到90%以上，從而降低了煤的耗量。GSP氣化工藝流程中原料煤常壓進入料斗內，通過氮氣輸送，與氧氣和蒸汽一起送入氣化爐的噴嘴，在高溫和高壓下進行快速反應。其內部為盤管式水冷壁結構，粗合成氣攜帶熔渣進入氣化爐下部的激冷室，進行洗滌冷卻，出激冷室的粗合成氣去往洗滌塔進行洗滌，滿足后續(xù)工段對合成氣灰含量的要求。

③航天爐（HT-L）氣化工藝　航天爐以干煤粉為原料，采用激冷流程生產粗合成氣，采用盤管式水冷壁氣化爐、頂噴嘴單燒嘴，干法進料及濕法除渣，在較高溫度和較高壓力下，以純氧及少量的蒸汽作為氣化劑進行部分氣化，產生的濕合成氣經激冷和洗滌后，飽和了水蒸氣并除去細灰的合成氣送入變換系統(tǒng)。

④Plenflo氣化工藝　Plenflo煤氣化爐由上部的廢熱鍋爐和下部的氣化室組成，配有4個對稱布置的燒嘴。粉煤與氧氣和水蒸氣一起噴入氣化爐反應區(qū)進行反應。氣化爐的爐襯通過水冷壁進行冷卻，同時副產高壓飽和蒸汽。

（3）濕法氣流床氣化制備合成氣

濕法氣流床氣化為以水煤漿作為進料的氣流床氣化方式，尤以Texaco、E-gas和多噴嘴對置式氣化爐為主要代表。

①德士古（Texaco）水煤漿氣化　德士古氣化技術共分為激冷流程水煤漿氣化工藝和廢鍋流程水煤漿氣化工藝。其中激冷流程水煤漿氣化工藝流程為水煤漿與高壓氧氣經燒嘴混合后呈霧狀，經燒嘴中心管及外環(huán)環(huán)隙噴入氣化爐燃燒室，進行氣化反應生產合成氣。合成氣和熔渣經激冷環(huán)及下降管進入氣化爐激冷室冷卻，之后合成氣經噴嘴洗滌器進入碳洗塔，熔渣進入激冷室底部冷卻后排出。根據合成氣用途的不同，氣化爐出口合成氣可采用廢鍋流程，經廢鍋回收熱量。

②多噴嘴對置式水煤漿氣化　多噴嘴對置式水煤漿氣化是具有自主產權的國產化水煤漿氣化技術，由華東理工大學潔凈煤研究所與兗礦集團所有，是基于對置撞擊射流強化混合原理開發(fā)的新型氣化技術。多噴嘴對置式氣化技術由磨煤制漿、多噴嘴對置氣化、煤氣初步凈化及含渣黑水處理四個工段組成，包括磨煤機、煤漿槽、氣化爐、噴嘴、洗滌冷卻室、鎖斗、混合器、旋風分離器、洗滌塔、蒸發(fā)熱水塔、閃蒸罐、澄清槽、灰水槽等關鍵設備。水煤漿通過4個對稱布置在氣化爐中上部同一水平面的預膜式噴嘴，與氧氣一起對噴進入氣化爐，在爐內形成撞擊流，在完成煤漿霧化的同時，強化熱質的傳遞，促進氣化反應的進行。

③E-gas氣化工藝　E-gas氣化爐的內襯采用耐火磚結構，進料方式為兩段水煤漿進料。第一段在高于煤的灰熔點溫度下操作部分氧化反應，反應器水平安裝，兩端同時進料，熔渣從爐膛中央底部經冷卻并減壓后從系統(tǒng)連續(xù)排入常壓脫水罐，煤氣經中央上部的出氣口進入第二段。第二段為氣流夾帶反應器，垂直安裝，在爐膛入口噴入第二股水煤漿，利用一段熱煤的顯熱來氣化二段噴入的水煤漿，二段煤漿與一段的熱氣體發(fā)生蒸發(fā)及裂解、氣化反應。

2.2.5　氣化對原料氣中甲烷成分的影響

煤氣化是整個煤制天然氣工藝的關鍵和核心。近年來，國內外迅速出現一大批煤氣化技術投入實際應用，分別有固定床氣化技術、流化床氣化技術、氣流床氣化技術三大類，而各種氣化技術均有其各自的優(yōu)缺點，對原料煤的品質均有一定的要求，其工藝的先進性、技術成熟程度也有差異。具體的工藝性質決定了其主要的用途，具體見表2-3。這些煤氣化技術均可作為煤制備天然氣的技術選擇。

國內外的煤氣化技術近年來發(fā)展迅速，固定床氣化、流化床氣化以及氣流床氣化等氣化技術都已經相對成熟，占據了國內大型煤氣化技術的大部分市場。不同的煤氣化技術有不同的氣化特性，對全廠的工藝配置、公用工程等的設置都有較大的影響，因此，具體選擇以何種煤氣化技術來制備合成氣并最終制備甲烷，需要根據煤種、環(huán)境、合成氣組成、技術可靠性、業(yè)績和工程經驗、投資以及產品需求等多方面因素綜合考慮。

對于合成天然氣項目來講，碎煤加壓氣化生產的粗煤氣中甲烷含量高，可以控制后續(xù)裝置的規(guī)模，降低SNG項目的經濟成本，提高經濟效益。在目前的煤氣化技術中，固定床碎煤加壓氣化技術的粗煤氣產品中甲烷含量更高，并且裝置前期投入成本低，因此碎煤加壓氣化技術在國內業(yè)主選擇煤制天然氣項目氣化技術時頗受青睞。世界上第一個商業(yè)化煤制天然氣項目大平原合成燃料廠采用的就是固定床碎煤加壓氣化技術。大唐克什克騰、大唐阜新、新疆慶華煤制天然氣項目均選擇了碎煤加壓氣化技術。其工藝雖然存在諸多缺點，但在國內經過消化吸收，近些年已經積累了一定的經驗。其氣化爐生產的合成氣中甲烷含量高，可以減輕甲烷化單元的負荷，且粗煤氣中H₂/CO高，用于后期合成天然氣時，需要變換的氣體量相對較少，可以減少變換工段負荷，降低能耗。

碎煤加壓氣化技術產品中甲烷含量高，約占到了粗煤氣產品比例的50%。同樣煤種條件下，與水煤漿氣化技術相比，原料煤成本約節(jié)省17.1%，變換裝置投資約降低51.8%，低溫甲醇洗處理裝置投入約降低40.9%，甲烷化裝置規(guī)模約降低32.4%，總體來講大幅度地降低后續(xù)裝置的投資成本，更加適用于煤制天然氣的選擇，因此固定床碎煤加壓氣化技術煤氣化是煤制天然氣項目的首選煤氣化技術。但與其他煤氣化技術相比，該技術存在的問題也較大，碎煤加壓氣化原料煤需采用塊煤，容易導致大量的粉煤無法處理，以及廢水量大、處理成本高等。BGL氣化爐首次應用于呼倫貝爾金新化工50萬噸／年合成氨、80萬噸／年尿素項目中，目前運行良好，甲烷含量也相對較高，可以考慮應用于制備天然氣技術中。

流化床氣化技術中KBR和Ugas由于操作壓力和單爐生產能力的限制，難以應用于大型煤氣化項目，且甲烷含量較低，不含有煤焦油，因而不適用于煤氣化制備天然氣技術中。

氣流床氣化技術因其適合大型工業(yè)化應用，近年來被廣泛采用，主要用于制備甲醇和合成氨等。氣流床的主要特點是粗合成氣中有效氣比例高，甲烷含量普遍偏低，因氣化溫度高導致沒有煤焦油和酚類等副產物，因此如果單獨使用，更適合生產甲醇和合成氨。

表2-4列舉了國內投產和擬建的煤制天然氣項目。從表中可知，已建的項目選擇固定床氣化的比例更高。但從通過環(huán)評在建的項目來看，煤制天然氣選擇BGL以及碎煤加壓氣化與氣流床干粉或水煤漿混合氣化技術的比例在逐漸增加。

2.2.6　氣化對原料氣其他成分的影響

甲烷合成由下列反應來實現：

　　（2-11）

煤氣化工藝選擇后，其操作條件也對制備甲烷有一定的影響。適當提高壓力、降低溫度有利于甲烷的合成。

由于煤氣化采取的工藝不同，所制取的合成原料氣的組分差別也較大。無論采用哪種氣化工藝，合成天然氣原料氣都難以直接達到所需H₂、CO、CO₂含量的要求，需要對粗原料氣進行凈化和變換處理，調節(jié)其中各氣體含量的比例。

固定床中碎煤加壓氣化工藝粗合成氣中一般CH₄含量為8%～13%，N₂含量小于2%，氫碳摩爾比（H₂/CO）=2%～3%，最接近甲烷化原料氣的比例，對于煤制天然氣來說最具有優(yōu)勢，是最優(yōu)選擇。BGL熔渣氣化CH₄含量約為6%～8%，氫碳摩爾比（H₂/CO）小于1%，甲烷化需要對后續(xù)裝置提出更高要求，但其具有廢水量較碎煤加壓氣化更少的優(yōu)點，因此也可作為煤制天然氣氣化技術的選擇。

相對來講，氣流床中粗煤氣中CO和H₂的含量較高，更加有利于后續(xù)甲醇和氨的合成。Shell和德士古等氣流床氣化技術粗煤氣中甲烷含量低（微量），H₂/CO<0.05%。如果單純從粗合成氣組成角度考慮，并不適用于制備天然氣。

因此，從粗煤氣中甲烷及其他氣體含量角度考慮，如果單獨氣化，碎煤加壓更適用于制備合成天然氣，但粉煤量多和廢水量較大的缺點制約了其發(fā)展。而氣流床中水煤漿氣流床氣化技術相對更為成熟，處理量大，穩(wěn)定運行周期長，且三廢更容易處理。與固定床碎煤加壓氣化技術相比，水煤漿氣流床氣化技術對環(huán)境的污染程度更低，并且若水煤漿氣化技術與碎煤加壓氣化技術混合后，水煤漿氣化可以采用固定床利用不了的粉煤和固定床氣化產生的廢水來制備水煤漿，節(jié)約成本。采用固定床氣化與水煤漿氣化結合形成的技術方案，與僅使用固定床氣化方案相比，既解決了固定床氣化技術產生的大量廢水處理問題，又能夠解決固定床氣化末煤較多的問題。后期準備擬建的煤制天然氣項目有擬用水煤漿氣化與固定床氣化相結合方式來制備天然氣的。選擇固定床和水煤漿氣化相結合的技術方案，不僅要保證煤能夠較好地應用于固定床碎煤加壓，也要保證煤資源有較好的成漿性能，能夠滿足水煤漿氣化爐的煤漿要求，采用兩種技術相結合的方式能夠更好地平衡原煤的使用率，流程配置更加合理，既能夠降低總體廢水含量，也可以解決固定床末煤較多的疑難問題。但是該方案的弊端是投資較大，需要慎重考慮。總之，將固定床氣化與水煤漿氣化或干粉粉煤氣化結合的方案是今后煤制天然氣項目氣化技術選擇的大勢所趨，具有一定的市場競爭力。

綜上，煤制合成天然氣的氣化技術選擇需要綜合考慮投資成本和經濟效益，以及技術成熟度。要從技術可行性、裝置穩(wěn)定性、經濟可行性和潛在風險分析等多方面進行綜合考慮，來最終確定合適的氣化技術或氣化技術組合。