新奧自主開發(fā)的煤催化氣化技術(shù)，作為先進(jìn)的第三代氣化技術(shù)，是煤制天然氣最有效的工藝途徑之一。該技術(shù)不同于傳統(tǒng)煤制天然氣工藝，通過(guò)添加催化劑將煤氣化、變換和甲烷化三種反應(yīng)耦合在一個(gè)加壓流化床氣化爐中進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)一步合成煤基天然氣。
煤催化氣化技術(shù)，是指在多功能催化劑作用下，煤和氣化介質(zhì)（水蒸氣、氫氣、一氧化碳）在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)發(fā)生煤氣化、變換和甲烷化三個(gè)反應(yīng)，將吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)有效耦合起來(lái)，大幅提高甲烷產(chǎn)率和系統(tǒng)能效。反應(yīng)器采用加壓流化床氣化爐，反應(yīng)溫度700-800℃，反應(yīng)壓力3.0-4.5MPa，出口煤氣中甲烷含量可達(dá)24%。
新奧自主開發(fā)的煤催化氣化技術(shù)于2008年立項(xiàng)，先后搭建完成實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研發(fā)、0.5t/d小試PDU和5t/d中試PDU等研發(fā)平臺(tái)，進(jìn)行了催化劑開發(fā)、負(fù)載及回收技術(shù)、煤種選擇與催化劑匹配技術(shù)、計(jì)算機(jī)模擬輔助工程放大技術(shù)、加壓流態(tài)化穩(wěn)定控制技術(shù)、油氣水塵復(fù)雜物相分離技術(shù)和流化床氣化爐整體設(shè)計(jì)方案等核心技術(shù)的開發(fā)和驗(yàn)證。目前，新奧煤催化氣化技術(shù)已形成了涵蓋催化劑體系、流化床氣化爐、后處理系統(tǒng)等200余項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利體系；參與起草編制了多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；負(fù)責(zé)承擔(dān)并參與了包括國(guó)家科技支撐計(jì)劃、國(guó)家973計(jì)劃和國(guó)際科技合作項(xiàng)目在內(nèi)的多項(xiàng)國(guó)家級(jí)課題，獲得了業(yè)界廣泛的認(rèn)可和支持。
該技術(shù)于2014年8月通過(guò)了河北省科技廳組織的科技成果鑒定，技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。在2016年第九屆國(guó)際發(fā)明展上，該技術(shù)榮獲了發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)-金獎(jiǎng)。
2013年起，在中試研究基礎(chǔ)上啟動(dòng)了催化氣化千噸級(jí)工業(yè)示范項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作。2016年4月，日處理煤量1500噸的煤催化氣化工業(yè)裝置在內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗開工建設(shè)，2018年6月完成裝置中交。2018年9月8日11:58催化氣化主裝置一次投料成功，打通工藝全流程，成功產(chǎn)出合格LNG產(chǎn)品，標(biāo)志著世界首套自主開發(fā)的煤催化氣化制天然氣裝置進(jìn)入工業(yè)化階段。
示范裝置經(jīng)過(guò)兩年多投料試車，先后利用內(nèi)蒙古地區(qū)羊場(chǎng)、李五興、魏家峁、孫家壕等多種低價(jià)劣質(zhì)煤實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定，目前已累計(jì)運(yùn)行1300余小時(shí)。經(jīng)初步核算，該技術(shù)單方天然氣生產(chǎn)成本比傳統(tǒng)煤制氣技術(shù)降低21.8%，成本優(yōu)勢(shì)明顯。
未來(lái)，新奧煤催化氣化工業(yè)示范裝置將持續(xù)進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新、智慧運(yùn)營(yíng)，逐漸向成熟工業(yè)裝置邁進(jìn)，為煤制天然氣行業(yè)技術(shù)升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展提供新的技術(shù)方案。
煤種適應(yīng)性廣。煙煤、次煙煤、褐煤及部分無(wú)煙煤可采用催化氣化技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效利用。
能量利用效率高。采用煤熱解、催化氣化、燃燒相結(jié)合的分級(jí)轉(zhuǎn)化技術(shù)，過(guò)程熱效率高達(dá)76%，比常規(guī)技術(shù)高15%左右，提高甲烷產(chǎn)率的同時(shí)，二氧化碳排放比傳統(tǒng)煤制氣降低37%以上。
過(guò)程經(jīng)濟(jì)性好。甲烷和焦油聯(lián)產(chǎn)，大幅提高過(guò)程經(jīng)濟(jì)性，相比等規(guī)模傳統(tǒng)煤制氣單方甲烷成本降低24%以上。
環(huán)境友好。煤氣降溫采用間接冷凝技術(shù)，不產(chǎn)生洗焦廢水，爐內(nèi)未分解水用于催化劑回放，實(shí)現(xiàn)廢水近零排放。
煤催化氣化制天然氣技術(shù)對(duì)我國(guó)較為豐富的低階煤資源具有很好的適應(yīng)性，能源轉(zhuǎn)化效率、環(huán)保指標(biāo)均可滿足國(guó)家要求，比水耗、比煤耗均高于行業(yè)先進(jìn)值，該技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)低階煤資源的高效開發(fā)和清潔化利用，還可彌補(bǔ)我國(guó)天然氣需求快速增長(zhǎng)形成的供應(yīng)缺口，具有良好的社會(huì)效益和市場(chǎng)前景。