煤气生物甲烷化技术研究进展

本文介绍了国外煤气生物甲烷化技术研究进展概况，重点介绍了煤气生物甲烷化原理、甲烷化微生物、生物甲烷化反应器动力学研究及生物甲烷化技术经验评价。     

焦炉煤气甲烷化研究进展

对国内外的焦炉煤气甲烷化技术发展概况进行了综述,分析、比较了各项技术的工艺流程与特点;进一步介绍了目前国内外甲烷化技术采用的催化剂,概括了催化剂活性组分、助剂及载体对甲烷化催化剂性能的影响,提出甲烷化技术及甲烷化催化剂的研究方向。     

甲烷化工艺技术

通过对国外典型的甲烷化工艺技术专利商Lugri、Davy、Tops?e公司的介绍,进而对他们的甲烷化工艺技术的工艺流程、工艺特点、工艺数据进行简单对比分析,为国内化工行业特别是煤化工行业选择国外的甲烷化技术时提供参考。最后简要介绍国内煤化工行业使用国外甲烷化技术的情况及国内甲烷化工艺研究和应用状况。     

负载催化剂的煤焦对甲烷化反应行为的影响

研究了负载催化剂的内蒙褐煤煤焦对CO甲烷化反应的催化性能。在加压固定床反应器中比较了Ni,Co,K,Fe,Na,Ca等催化剂种类对甲烷化反应的影响,并在气化反应工艺条件范围内考察了温度、压力、CO和H_2分压、空速等条件对CO转化率和甲烷收率的影响。研究结果表明:负载催化剂煤焦对甲烷化反应具有明显的催化作用,其中金属元素K在气化甲烷化反应过程中拥有较好的双重催化作用。在反应温度600~700℃时,CO转化率和甲烷收率随着反应温度的升高而增加,表明甲烷化反应仍处于动力学控制,未达到热力学平衡。压力的增加能够显著提高CO转化率和甲烷收率,甲烷收率由0.5 MPa下的25.8%升高至3.5 MPa下的56.65%,但甲烷收率的增幅逐渐减小。CO和H_2分压的增加以及空速的降低,均能够提高反应深度,促进甲烷化反应的进行。H_2/CO摩尔比的增加,能够强化CO的转化并使甲烷收率增加。基于Langmuir-Hinshelwood模型拟合得到了负载碳酸钾催化剂煤焦的甲烷化反应动力学方程。     

甲烷化技术国产化研究进展

甲烷化是焦炉气制天然气、煤制天然气生产流程的关键步骤,为打破国外技术垄断,国内研究机构积极进行技术开发。系统梳理了甲烷化技术的国产化研究进展,分析了焦炉气甲烷化技术的应用现状,探讨煤制天然气甲烷化技术的应用前景,并就降低首次工程应用风险提出几点建议。国内甲烷化技术已经实现广泛开发,焦炉气甲烷化技术成功实现工业化应用,其国内市场占有率高于国外技术。煤制天然气甲烷化技术已成功开发,工业化应用前景广阔,首次工程应用时应注重经验借鉴、安全分析及设备选型等。     

Shell粉煤气化工艺中甲烷化副反应问题探讨

考察了水／气、反应压力和床层热点温度对Shell粉煤加压气化制氨工艺中甲烷化副反应的影响。结果表明：增加水／气、降低床层的热点温度均可以减少出口甲烷含量，从而避免甲烷化副反应带来的不利影响。     

甲烷化技术的研究进展

甲烷化技术是从煤、焦炉气、电能等原料制取天然气的关键技术,有着重要的研究和实用价值。主要介绍了国内外甲烷化技术的发展概况,分析并比较了各项技术的工艺流程及其特点;对不同类型的甲烷化反应器以及操作工况对反应器影响的相关研究做了分析和总结;对甲烷化工艺关键技术问题进行讨论。以期能为今后我国开展电转天然气过程中甲烷化技术的研究提供参考。     

黄腐植酸对褐煤生物甲烷化的影响

为探索黄腐植酸对褐煤生物甲烷化利用的影响,提升褐煤制生物甲烷的产率,以内蒙古平庄褐煤为材料,在褐煤生物甲烷化反应体系中加入黄腐植酸,解析发酵过程中挥发性脂肪酸(VFA)浓度、辅酶F_(420)质量摩尔浓度对褐煤生物甲烷化日产气量和总产气量的影响。结果表明,添加1 500 mg/L黄腐植酸的褐煤发酵组的总产气量为838.9 m L,比对照组总产气量增加了49.6%,说明黄腐植酸对褐煤生物甲烷化促进作用显著。     

合成气甲烷化工艺技术研究进展

合成气完全甲烷化技术是煤制天然气特有的技术,按照反应器类型,合成气甲烷化工艺可以分为绝热固定床、等温固定床、流化床和浆态床等工艺,其中绝热固定床甲烷化工艺成熟并广泛应用于煤制天然气项目。本文介绍了多种绝热固定床甲烷化工艺,并比较了5种高温绝热固定床甲烷化工艺的流程、技术特点和应用情况。随着研究工作的不断深入,国内绝热固定床甲烷化技术达到了国际技术同类水平,具备了工业化应用条件,但还需在节能降耗、提高催化剂寿命方面加大研究力度。还概述了等温固定床、流化床和浆态床甲烷化工艺,分析了等温固定床、流化床和浆态床甲烷化工艺存在的问题,并指出了后续研究重点,等温固定床工艺应在反应温度控制和反应器开发方面深入研究,流化床甲烷化工艺研究重点放在开发高强度催化剂和工程化放大方面,浆态床甲烷化工艺需要重点研究解决CO转化率较低和催化剂损耗严重的问题。     

CO甲烷化研究进展

介绍了国内外CO制甲烷的工艺开发及应用现状,分析对比了国内外甲烷化催化剂的研究进展和技术特点,综述了助剂、载体以及制备方法对甲烷化催化剂催化性能的影响。     

甲烷化工序运行小结

江苏灵谷化工有限公司（以下简称灵谷公司）总氨能力为450kt／a生产装置采用水煤浆加压气化生产粗煤气,粗煤气经耐硫变换和热量回收后,再经低温甲醇洗脱硫脱碳、甲烷化精制制得合成气,合成气经压缩后低压合成氨。甲烷化精制的目的是完全去除粗合成气中碳氧化物（CO＋CO2）,使甲烷化系统出口合成气中（CO＋CO2）控制〈10×10^-6（体积分数,下同）。     

耐硫甲烷化催化剂研究进展

耐硫甲烷化作为一种非传统路径的甲烷化技术,目前尚未在煤制气领域有成熟的工业应用。介绍Mo系耐硫甲烷化催化剂的研究状况,主要针对负载型耐硫甲烷化催化剂的活性组分Mo、载体及助剂对催化剂甲烷化活性的影响以及对催化剂研究状况进行总结分析,并展望耐硫甲烷化技术未来发展方向。     

煤直接加氢制甲烷研究进展

天然气资源短缺、低阶煤资源利用问题突出,开发新型、高效和对环境友好的低阶煤制甲烷工艺成为研究热点。本文分析讨论了以下几方面:温度、压力、催化剂、煤种和气化剂等因素对煤直接加氢制甲烷过程的影响;煤直接加氢制甲烷的反应机理和动力学;3种典型煤直接加氢甲烷化工艺的优缺点;本文作者课题组正在研究开发的低阶煤炭化脱氧、高活性半焦直接加氢制甲烷工艺及其特点。分析认为:以低阶煤(生物质)为原料进行加氢甲烷化生产代用天然气成为新的研究重点,其中又以新型、廉价煤加氢甲烷化催化剂的研制和新型甲烷化反应器的开发最为关键。     

苯甲酸对褐煤生物甲烷化的影响

为探索褐煤主要成分腐植酸降解产物苯甲酸对褐煤生物甲烷化利用的影响,提高褐煤制生物甲烷的得率,以内蒙古平庄褐煤为原料,在褐煤生物甲烷化反应体系中添加不同质量浓度的苯甲酸,解析发酵过程中pH值、VFA质量浓度、日产气量和总产气量的变化。结果显示,不添加苯甲酸的褐煤发酵组的总产气量为440.7mL,2 500mg/L苯甲酸加入量的褐煤发酵组的总产气量为845.7mL,暗示腐植酸降解产物苯甲酸对褐煤生物甲烷化促进作用显著。     

煤制天然气甲烷化技术取得新突破

<正>近日,由中科院大连化物所洁净能源国家实验室自行设计完成的5 000m3/d煤制天然气甲烷化工业中试装置在河南义马气化厂气源条件下连续稳定运行超过1 000h。甲烷化技术是煤制天然气项目的关键核心技术,但长期以来甲烷化合成技     

固定床甲烷化反应器的最新研究进展

面对我国的资源现状,我国正大力推进煤制天然气的发展,煤制天然气的关键技术是甲烷化技术,甲烷化反应器则是甲烷化过程的主要设备,因此有必要关注甲烷化反应器的研究进展。目前甲烷化反应器主要为固定床反应器,本文着重介绍固定床甲烷化反应器的近期研究。通过对甲烷化反应催化剂、甲烷化工艺及甲烷化设备三方面对甲烷化反应器研究进展进行分析并提出对甲烷化反应器的研究展望。     

城市煤气甲烷化技术进展综述

本文从两个主要方面——煤气甲烷化催化剂和煤气甲烷化工艺,综述了近年来国内外城市煤气甲烷化技术的进展。重点介绍了国内甲烷化催化剂的研究进展和国外甲烷化工艺的开发应用,其中煤气直接甲烷化技术,以其集耐硫、甲烷化和变换三功能于一身而简化了流程,节省了资源和投资,受到广泛注意。国内与国外的煤气甲烷化技术,在研究方向、技术要求等方面均存在着较大的差异。应用国内开发的催化剂,借鉴国外的先进工艺,结合我国小型氨厂现有的违气脱硫变换和甲烷化技术,对发展中小城镇城市煤气,改变我国城市煤气事业落后的现状,意义深远。     

流化床甲烷化基础与应用最新进展

由于CO甲烷化的快速表面反应、强放热特性,相比固定床,采用小颗粒催化剂的流化床甲烷化技术在反应活性和催化剂稳定性方面具有明显的技术优势。从高耐磨催化剂、流化床反应器及其创新、短流程两段甲烷化技术构建及其验证等方面总结了流化床甲烷化技术开发的最新进展。优化催化剂前体制备方法、调变催化剂组成可获得具有较高骨架强度和均匀性的催化剂一次微粒,进而通过优化的喷雾造粒工艺和填充黏结剂,制备出具有可调变粒度分布、高强度和高球形度的流化床用粉末催化剂,但其黏结剂的添加明显影响催化剂的低温活性。通过改性如Al₂O₃和FCC催化剂的球形颗粒,进而负载活性组分,开发了制备高活性、磨损指数小于1.5的流化床甲烷化Ni基催化剂的另一种技术方法。实验室研究证实了流化床甲烷化反应速率极快,在分布板上数毫米处即可实现可能的最高转化率,且在转化率和催化剂稳定性方面明显优于固定床,不仅由于流态化催化剂床层温度均匀,而且催化剂在床层内不停循环,加快了颗粒表面的更新。增大空速和表观气速,流化床的催化剂床层膨胀,反应气体与催化剂颗粒表面间的有效接触面积增加,使得流化床甲烷化对空速和表观气速的可调范围大。操作在更高气速条件的输送床甲烷化避免了操作气速的上限限制,可大幅降低反应器尺寸,有效提高单位截面的原料气负荷能力。输送床甲烷化可采用高热导率的催化剂颗粒传递反应热,相对于气体移热效率高、能力大。流化床甲烷化已在生物废弃物利用和焦炉煤气甲烷化方面开展了侧线示范,形成了相对多段绝热固定床工艺更简单的短流程两段甲烷化新工艺。     

CO选择性甲烷化的研究进展

CO选择性甲烷化被认为是适用于低温燃料电池的、最具发展潜力的CO深度去除技术,而该技术大规模应用的关键在于高性能负载型催化剂的开发。本文综述了近些年来CO选择性甲烷化的研究进展,以催化剂的选取和评判标准为起点,着重论述了CO和CO₂甲烷化的反应机理、粒径效应以及载体和助剂对催化剂活性和选择性的影响,最后总结了CO选择性甲烷化的研究并对未来的研究方向进行了展望。分析表明,选取合适的活性组分负载量以及载体和助剂可以大幅度提高催化剂的CO甲烷化活性,而通过氯离子改性以及Ru-Ni双金属的制备来控制金属-载体作用界面则是提高催化剂CO甲烷化选择性的关键。指出对甲烷化反应机理的研究和具有长期稳定性催化剂的开发是未来CO选择性甲烷化研究的重点。     

国外甲烷化技术发展现状

对国外现有甲烷化技术进行综述性评价的基础上,分析、比较了Davy、TREMPTM、Lurgi 3种技术的工艺流程、技术特点,根据煤制天然气生产特点,对甲烷化技术的发展提出了建议。