煤制天然气的竞争力主要来自于可以采用低价劣质煤,例如含水含灰高、低热值的褐煤。这种煤不太适用于干粉或水煤浆的气流床气化,而比较适于碎煤加压固定床或流化床气化。
鲁奇炉是目前世界上应用最多的碎煤加压固定床煤气化炉,正在运行中的达到数百台,主要应用于生产城市煤气和化工合成气。鲁奇炉现已发展到第五代Mark-5,在南非Sasol一共使用了97台鲁奇炉,其中13台Mark-3、83台Mark-4、1台Mark-5。在美国大平原煤制天然气项目中共应用了14台Mark-4。表4给出了不同规格的鲁奇炉的尺寸和生产能力。
鲁奇煤气化工艺在国内经过消化、吸收、创新,无论设计还是运行,都已积累了相当的经验。其气化效率较高,氧耗低;煤种适用范围广,可使用高灰分、高水分、高灰融点、低热值的劣质煤;煤气组成中CH4含量高,当用于煤制天然气时,可以大大减轻甲烷化单元的负荷,节约建设投资和运行成本;同时气化污水达标排放近年也取得了重大进展。因此,鲁奇煤气化工艺是煤制天然气项目首选的煤气化技术。
当然,流化床气化炉(如U-gas及KBR等)技术也适用于劣质煤气化,但由于操作压力的限制,其单炉生产能力较小,难以应用于煤制天然气这样大规模的煤气化项目。另外还可以考虑BGL(British Gas-Lurgi英国燃气-鲁奇)块/碎煤熔渣气化技术,它是在原鲁奇固定床加压气化炉技术的基础上开发出来的新型煤气化技术。BGL熔渣气化技术将高温熔渣气化与加压固定床气化技术结合在一起,兼具双方的优势,克服各自的一些缺点,是一种既高效又经济的气化技术。目前,BGL技术已完成大规模中试和工业化示范。2005年,中国云南煤化工集团与Advantica公司合作,在其下属的云南解化集团改造了一台固定床加压气化炉,并作为示范炉,试烧当地高含水量(约35%)褐煤。但总体来说,目前该技术还缺少商业运行的业绩。