中國(guó)化工報(bào)4月5日刊出《企業(yè)，你考慮氣改煤?jiǎn)帷返膶?zhuān)題報(bào)道后，受到業(yè)內(nèi)專(zhuān)家和工程技術(shù)人員的廣泛關(guān)注。連日來(lái)，讀者紛紛給編輯部打來(lái)電話(huà)，認(rèn)為稿件對(duì)正在實(shí)施和準(zhǔn)備實(shí)施氣改煤項(xiàng)目的氣頭企業(yè)具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。同時(shí)，也有部分專(zhuān)家提出了另一思路——不妨使用甲烷含量在30%的低質(zhì)礦井區(qū)的煤層氣生產(chǎn)合成氨。
那么，以煤層氣為原料生產(chǎn)合成氨在技術(shù)上是否可靠？經(jīng)濟(jì)上是否有優(yōu)勢(shì)？適宜建多大規(guī)模？主要難點(diǎn)在那里？專(zhuān)家對(duì)此進(jìn)行了可行性分析。
技術(shù)上完全可靠
西南化工研究設(shè)計(jì)院教授級(jí)高工陶鵬萬(wàn)告訴記者，煤層氣制合成氨技術(shù)路線(xiàn)中，蒸汽轉(zhuǎn)化和變換反應(yīng)都是成熟工藝，關(guān)鍵是自熱轉(zhuǎn)化催化劑的研發(fā)。近年來(lái)，西南化工研究設(shè)計(jì)院組織精兵強(qiáng)將，通過(guò)反復(fù)工藝試驗(yàn)，已確定出催化劑配方并完成了中試，得到了催化劑的最佳工藝條件，研制出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型耐高溫、抗積炭自熱轉(zhuǎn)化催化劑。經(jīng)測(cè)試，催化劑的活性、穩(wěn)定性、壽命等指標(biāo)均達(dá)到要求。
據(jù)科技部高新司張新民高工介紹，該催化劑研制已列入國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃，并已通過(guò)項(xiàng)目驗(yàn)收，完全可以進(jìn)行工業(yè)化示范推廣。
經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、社會(huì)效益三得利
目前我國(guó)煤層氣氣源主要來(lái)自井下抽放，以保證煤礦安全生產(chǎn)。由于井下抽放技術(shù)、開(kāi)采技術(shù)的制約，得到的煤層氣甲烷濃度為30%～60%，濃度不高，且隨開(kāi)采環(huán)境的變化而波動(dòng)。由于民用有限，而建設(shè)瓦斯發(fā)電項(xiàng)目的前期投入和運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用比較高，限制了煤層氣的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用。礦井平均瓦斯利用率僅30%左右。抽出來(lái)的煤層氣大都排入大氣，造成資源浪費(fèi)。
國(guó)家碳一化學(xué)工程技術(shù)研究中心教授級(jí)高工周正明告訴記者，可以采用變壓吸附技術(shù)或低溫分離方法，把煤層氣中的甲烷濃度提高到90%以上作為商品輸出。但他提醒，無(wú)論是采用變壓吸附技術(shù)還是低溫分離方法，在甲烷提濃之前必須脫除氧氣，以排除爆炸危險(xiǎn)，同時(shí)還必須脫除二氧化碳，投資和運(yùn)行成本都較高。
西南院有關(guān)專(zhuān)家以甲烷含量30%、氣量 40000Nm3/h的煤層氣生產(chǎn)合成氨為基準(zhǔn)計(jì)算，全年可產(chǎn)氨11.2萬(wàn)噸。在成本方面，與天然氣和煤為原料生產(chǎn)合成氨裝置相比，其經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益都具有較大的競(jìng)爭(zhēng)力。如果再以氨為原料生產(chǎn)其它下游產(chǎn)品，如硝酸、硝酸銨、尿素等，其效益會(huì)更好。此外，煤層氣的溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍，每利用1億立方米甲烷就相當(dāng)于減排150萬(wàn)噸二氧化碳。
因此，用低質(zhì)煤層氣生產(chǎn)合成氨，不僅技術(shù)可靠，而且具有較好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。
氣源地建裝置是上策
我國(guó)煤層氣資源主要分布于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、能源消費(fèi)大的中東部地區(qū)。這些地區(qū)煤層氣資源占全國(guó)總量的74.6%，容易形成與主要經(jīng)濟(jì)體系相匹配的規(guī)模生產(chǎn)基地。且這些區(qū)域常規(guī)天然氣資源短缺，煤層氣資源可以彌補(bǔ)和平衡這種狀況。
目前，我國(guó)煤層氣大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用的主要矛盾就是運(yùn)輸瓶頸。煤層氣管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，使煤層氣生產(chǎn)區(qū)域與市場(chǎng)脫節(jié)，從而導(dǎo)致市場(chǎng)需求不能對(duì)煤層氣的開(kāi)發(fā)起到強(qiáng)有力的推動(dòng)作用，造成煤層氣開(kāi)發(fā)的成本大大增加，加大了煤層氣項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。煤層氣企業(yè)不僅要建設(shè)井田內(nèi)部管網(wǎng)，還要考慮長(zhǎng)輸管網(wǎng)建設(shè)，過(guò)高的成本影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和開(kāi)發(fā)煤層氣的積極性。
為此專(zhuān)家們建議，最好在煤層氣產(chǎn)地就近建相匹配的規(guī)模合成氨生產(chǎn)基地，最適宜建10萬(wàn)噸/年中小型化肥廠(chǎng)。也有專(zhuān)家提醒，企業(yè)若考慮在煤層氣產(chǎn)地就近建合成氨裝置，一定要有煤層氣收集的可行性。
據(jù)了解，2007年以來(lái)，國(guó)家相繼出臺(tái)了打破煤層氣專(zhuān)營(yíng)權(quán)、稅收優(yōu)惠、財(cái)政補(bǔ)貼等多項(xiàng)扶持政策，鼓勵(lì)煤層氣的開(kāi)發(fā)利用。專(zhuān)家認(rèn)為，真正大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用還需政府、金融、科研和產(chǎn)業(yè)多方的共同努力。
