缓倾斜煤层反向两阶段煤炭地下气化模型实验

为了提高煤炭地下气化产品煤气的热值，提出并研究了缓倾斜煤层反向2阶段煤炭地下气化方法。在物料平衡的基础上，建立了2阶段煤炭地下气化方法理想气化参数的计算模型。通过对模型试验结果的分析，指出了该气化方法温度场发展过程的一般规律和中热值地下水煤气的形成原因，从而得到了一些工艺控制参数。反向2阶段煤炭地下气化方法能够获得热值Q＝12.56MJ/m^3以上的地下水煤气，该煤气由水煤气和干馏气组成，与同向2阶段气化方法相比，进一步提高了气化过程的热效率。     

多点两阶段煤炭地下气化方法

鉴于在急倾斜煤层中进行地下气化所存在的煤气热值不稳定问题,提出了多点两阶段煤炭地下气化工艺。介绍了模型试验系统,阐述了多点两阶段地下气化方法,研究了两阶段时间之比、产出的煤气热值、组份和气化速度,并对试验结果进行了分析。模型试验结果表明,多点两阶段煤炭地下气化方法,使产生高热值水煤气的时间较固定点供风（汽）模式提高0．67－1．5倍。从而在煤炭地下气化现场试验过程中,为生产和技术参数的设计,提供了重要的理论依据。     

急倾斜煤层移动点两阶段地下气化模型试验

鉴于在急倾斜煤层中进行地下气化所存在的煤气热值不稳定问题,提出了移动点两阶段煤炭地下气化工艺,介绍了多功能工艺技术模型试验台结构,阐述了移动点两阶段地下气化方法,研究了两阶段时间之比、产出的煤气热值、组份和气化速度,并对试验结果进行了分析,模型试验结果表明,移动点两阶段煤炭地下气化方法,使产生高热值水煤气的时间较固定点供风（汽）模式提高0．67－1．5倍,从而在煤炭地下气化现场试验过程中,为生产和技术参数的设计,提供了重要的理论依据。     

露天边坡煤炭地下气化工业性试验研究

针对“三下”煤层，难采煤层，复杂煤层以及露天边坡剩余的煤炭资源，井工开采不经济或难以开采，可利用煤炭地下气化将这些残余资源得以回收利用，试验利用矿井式煤炭地下气化方式，对阜新矿露天边坡进行了空气煤气、水煤气，富氧煤气的工业性试验研究，通过煤炭地下气化工业性试验，得出在露天边坡矿井式气化建炉方式，不同气化工艺的煤气组分，热值．露天边坡的高挥发性、复合薄煤层适合于用地下气化技术生产中、低热值煤气，气化剂不同，其热值不同，用途不同。     

煤炭地下气化“三带”特征及影响变量的研究

阐述了煤炭地下气化的原理,根据气化煤层的温度、主要化学反应及煤气成份的不同,将气化过程沿气通道划分为3个带,即氧化带、还原带和干馏干燥带。分析了“三带”的物理化学特征,并讨论了主要变量－－温度、水涌入速率、鼓风的量与质、煤层厚度、操作压力以及气化通道的长度和断面对煤气质量的影响及各变量之间的相互关系。为进一步探讨煤炭地下气化过程和影响因素、预测产品煤气的组成、选择最佳控制参数以及确定适宜的气化工艺,提供了必要的依据。     

华亭煤纯氧-水蒸汽地下气化模型试验研究

通过地下气化模型试验，获得了华亭煤纯氧-水蒸汽地下气化过程的一般规律．研究了汽氧比对煤气组成的影响、气化过程的稳定性以及试验条件下的煤层气化速率变化，进行了相同条件下的物料衡算．试验结果表明，纯氧煤炭地下气化，可以利用煤层合水或顶板淋水生产水煤气．华亭煤纯氧-水蒸汽地下气化可以获得合格的合成氨原料气，但需根据气化工作面的移动及煤气组成交化，采用移动点供风气化维持气化过程连续稳定进行．气化过程的物料衔算可以用来预测气化煤气的基本组成．汽氧比影响煤气组成变化，试验条件下适宜的汽氧比范围为1．5-2．煤层气化速率在供风点附近出现最大值，试验条件下的平均水平气化速率为4cm／h，平均横向气化速率为1．5cm／h．     

煤气发生炉气化过程分析与提高煤气品质的技术措施

对煤炭气化过程进行理论分析,阐明了反应温度对煤炭气化过程热效率的影响.根据煤气发生炉的气化特性指标,探讨了影响煤气发生炉气化品质的因素,从煤炭性质、煤炭粒度及饱和温度等方面得出了提高煤气品质的技术措施.     

煤无焦油气化的实验研究

根据上吸式和下吸式气化炉特性,设计开发了喉口型双氧化层煤无焦油气化炉,并在煤无焦油气化炉实验装置上进行了煤无焦油的气化实验研究,考察了气化炉操作参数对主要气化指标的影响.结果表明,喉口型双氧化层气化炉内气化状态良好,出炉煤气中焦油含量大大降低,煤气热值明显提高,煤气中焦油含量最低仅为10 mg/m3,煤气热值高达6 466.9 kJ/m3,完全满足各种燃烧器和加热工艺要求,实现了煤无焦油气化;操作参数对气化指标的影响本质上是通过改变气化温度来实现的,气化温度的提高促进了焦油的裂解反应,从而提高了气化煤气中CO和H2的含量,降低了煤气中CO2和焦油的含量,使煤气热值升高.     

加压喷动流化床煤部分气化试验

在热输入0.1MW的喷动流化床煤部分气化炉上以空气和水蒸气的混合物为气化剂,进行了徐州烟煤的加压部分气化试验.考察了气化温度、压力等工艺参数对煤气热值、煤气成分、脱硫效率等指标的影响.试验结果表明:气化温度对煤气化过程影响显著;而增大压力,床内气体速度降低,延长了气化剂在床内的停留时间;另外压力增加改善了床内的流化质量,从而提高了气化效率,改善了煤气质量.提高温度和增大压力均能提高脱硫效率,但温度对脱硫效率的影响更为明显.     

煤炭地下气化与制氢:技术集成与工艺耦合法

为了寻求清洁能源。充分利用煤炭资源，采用煤炭地下气化技术，通过应用膜分离法及PSA相结合方法来提高煤炭地下气化煤气中氢气质量分数。对于浓度低的，先用膜分离使其“提浓”，再进行PSA吸附，使其“提纯”。会得到高纯度氢气，同时其成本远远低于其他提氢方法。结果表明。煤炭地下气化方式制氢气是化石燃料制氢气的有效途径之一。     

煤炭地下气化三维非稳定对流扩散的数学模型

研究了煤炭地下气化气体对流扩散的基本特征,在模型试验的基础上,通过对气化发生炉体内煤层燃气化过程中流体浓度场分布和变化规律的分析,建立了三维非稳定对流产扩散模型,阐述了主要模型参数的选取方法,采用上游加权多单元均衡解法对数学模型进行了求解,并对模拟计算结果进行了分析和讨论,计算值和实测值基本相符合,证明了对气化炉内浓度场的数值模拟是可靠的,研究结果为进一步对煤炭地下气化过程进行了定量研究,奠定了必     

煤炭地下气化新工艺的试验研究

提出了煤炭地下握化工业性试验的新工艺,指出了传统地下气化炉的弊端,阐述了长通道,大断面地下气化炉的优越性,并对两阶段,双火源、反向燃烧,多功能钻孔及压抽相结合新技术工艺进行了介绍及试验结果进行。     

煤炭地下气化干馏气渗流运动多场耦合数值模拟

基于传热，渗流力学及弹塑性力学理论，建立了气化煤体温度场，干馏气渗流场和煤体变形场耦合数学模型，研究发现，在煤炭地下气化过程中，因高温条件，煤体的物理力学参数不再是一个常数，而变为温度的函数，为了提高数值模型的精度，对相关的物理力学参数进行了标准化热趋势研究，根据有限元法原理，介绍了其耦合求解方法，并结合计算实例，对计算结果进行了分析，根据计算结果，非等温度条件下干馏气压实测值和模拟值之间的拟合情况明显好于等温条件下的拟合情况，且实测值高于理论值，计算值和实测值的一致性表明，对气化盘区温度场，渗流场及应力场的数值模拟是正确的。     

煤炭地下气化燃空区范围TEM探测方法

在煤炭地下气化试验中,燃空区的范围及发展状况是影响其产气过程连续稳定进行的重要因素,作为尝试,应用瞬变电磁法（TEM）对唐山刘庄煤矿煤炭地下气化燃空区进行了探测,简述了气化煤层的地球物理特征,介绍了TEM的基本原理及刘庄煤9#和12#煤层地下气化炉燃空区的探测方法,并对部分测点的测试数据质量进行了评价,通过对探测结果的分析及解释,基本上查明了9#和12#煤层地下气化炉燃空区的位置和范围,达到了预期的目的和效果,从而为制定地下气化技术工艺方案,提供了必要的科学依据。     

煤炭地下气化多阶段数学模型

在煤炭地下气化过程中,干燥、热解及气－煤反应是非常重要的产气过程,它决定着地下煤气的组成和气化工作面的效率。鉴于此,分析了煤的干燥和热解特征,研究了煤的干燥模型、热解动国学模型、气－煤焦反应动力学及多孔煤块中气体的扩散和流动规律,在此基础上,建立了煤炭地下气化干燥、热解及气－煤焦反应的多阶段数学模型,并对计算结果进行了分析与讨论,模拟结果表明,数值计算值与实测值较为吻合,证明了煤炭地下气化过程多阶段数学模型的建立、参数的选定及对定解条件分析与处理的正确性和合理性。     

煤炭地下气化技术进展

 煤炭地下气化（UCG）是深部煤炭资源开发的有效手段，属于清洁高效开发和利用的技术范畴，与传统的采煤-地面气化相比在经济性、安全性、清洁性等方面具有明显的优势。综述了煤炭地下气化技术的发展历程、气化原理以及不同气化工艺发展现状，认为钻井式（无井式）煤炭地下气化技术是未来发展趋势。分析了该技术在气化区域科学选址、气化剂选择、燃空区控制与监测、超短水平井技术以及气化产物分级综合利用等方面的最新进展及发展趋势，阐明煤炭地下气化-碳捕获碳利用碳封存（UCG-CCUS）技术联合应用将会真正成为新一代的深部资源绿色高效开发技术。