洁净煤技术

作者：顾成, 刘雨欣, 张金鹏, 荆洁颖, 李文英

关键词：合成气,氢碳比,水煤气变换反应,过程强化,低碳化

合成气中氢碳物质的量比（n(H2)/n(CO)）的精准调控是实现高附加值化学品高效制备的关键因素，也是煤化工及相关过程低碳转型的核心技术之一，直接决定下游化学品合成工艺的生产效率、能耗及碳排放。传统的水煤气变换反应（Water–Gas Shift reaction，WGS）作为最常用的合成气n(H2)/n(CO)调控手段，虽然工艺成熟，但受限于反应热力学平衡与催化剂稳定性等瓶颈，并且在反应过程中会不可避免地产生额外CO2。为突破传统n(H2)/n(CO)调控工艺的局限，从多元化角度阐述了合成气n(H2)/n(CO)调控策略：外源氢气引入可实现快速而精确的n(H2)/n(CO)调节，但该方案在大规模应用中仍受限于制氢成本与基础设施建设；新兴短流程催化技术（如CO2电催化、光催化）可在反应过程中直接生成具有定制化n(H2)/n(CO)的合成气，但目前该方案合成气产量与工业生产对合成气需求量不匹配；过程强化与系统耦合（如多重整耦合、吸附强化水煤气变换、膜反应器耦合、生物质气化集成吸附强化水煤气变换与逆Boudouard反应、共气化等）通过多反应协同、反应生成物原位移除、反应路径集成和原料互补等途径，实现了合成气生产与n(H2)/n(CO)调控以及能效提升与碳减排的协同。通过整体分析发现，合成气n(H2)/n(CO)调控技术正从“单元优化”向“系统集成协调优化”转变，为构建低碳化、短流程、高灵活性的绿色合成气生产加工利用平台提供支撑，并对实现“双碳”目标具有重要意义。

来源：2026年第1期

《洁净煤技术》期刊编辑部

查看洁净煤技术杂志2026年第1期