中國化工報4月5日刊出《企業(yè)，你考慮氣改煤嗎》的專題報道后，受到業(yè)內(nèi)專家和工程技術(shù)人員的廣泛關(guān)注。連日來，讀者紛紛給編輯部打來電話，認為稿件對正在實施和準備實施氣改煤項目的氣頭企業(yè)具有較強的指導意義。同時，也有部分專家提出了另一思路——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)濟上是否有優(yōu)勢？適宜建多大規(guī)模？主要難點在那里？專家對此進行了可行性分析。
技術(shù)上完全可靠
西南化工研究設(shè)計院教授級高工陶鵬萬告訴CCIN記者，煤層氣制合成氨技術(shù)路線中，蒸汽轉(zhuǎn)化和變換反應都是成熟工藝，關(guān)鍵是自熱轉(zhuǎn)化催化劑的研發(fā)。近年來，西南化工研究設(shè)計院組織精兵強將，通過反復工藝試驗，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產(chǎn)權(quán)的新型耐高溫、抗積炭自熱轉(zhuǎn)化催化劑。經(jīng)測試，催化劑的活性、穩(wěn)定性、壽命等指標均達到要求。
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家“十一五”科技支撐計劃，并已通過項目驗收，完全可以進行工業(yè)化示范推廣。
經(jīng)濟、環(huán)保、社會效益三得利
目前我國煤層氣氣源主要來自井下抽放，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，且隨開采環(huán)境的變化而波動。由于民用有限，而建設(shè)瓦斯發(fā)電項目的前期投入和運營管理費用比較高，限制了煤層氣的大規(guī)模開發(fā)利用。礦井平均瓦斯利用率僅30%左右。抽出來的煤層氣大都排入大氣，造成資源浪費。
國家碳一化學工程技術(shù)研究中心教授級高工周正明告訴CCIN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，同時還必須脫除二氧化碳，投資和運行成本都較高。
西南院有關(guān)專家以甲烷含量30%、氣量40000Nm3/h的煤層氣生產(chǎn)合成氨為基準計算，全年可產(chǎn)氨11.2萬噸。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)濟效益、環(huán)境效益都具有較大的競爭力。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，其效益會更好。此外，煤層氣的溫室效應是二氧化碳的21倍，每利用1億立方米甲烷就相當于減排150萬噸二氧化碳。
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、環(huán)境和社會效益。
氣源地建裝置是上策
我國煤層氣資源主要分布于經(jīng)濟發(fā)達、能源消費大的中東部地區(qū)。這些地區(qū)煤層氣資源占全國總量的74.6%，容易形成與主要經(jīng)濟體系相匹配的規(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和平衡這種狀況。
目前，我國煤層氣大規(guī)模開發(fā)利用的主要矛盾就是運輸瓶頸。煤層氣管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，使煤層氣生產(chǎn)區(qū)域與市場脫節(jié)，從而導致市場需求不能對煤層氣的開發(fā)起到強有力的推動作用，造成煤層氣開發(fā)的成本大大增加，加大了煤層氣項目的風險。煤層氣企業(yè)不僅要建設(shè)井田內(nèi)部管網(wǎng)，還要考慮長輸管網(wǎng)建設(shè)，過高的成本影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益和開發(fā)煤層氣的積極性。
為此專家們建議，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10萬噸/年中小型化肥廠。也有專家提醒，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，國家相繼出臺了打破煤層氣專營權(quán)、稅收優(yōu)惠、財政補貼等多項扶持政策，鼓勵煤層氣的開發(fā)利用。專家認為，真正大規(guī)模開發(fā)利用還需政府、金融、科研和產(chǎn)業(yè)多方的共同努力。
