研究与开发煤炭地下气化技术

研究与开发煤炭地下气化技术Ｒ＆ＤｏｆＣｏａｌＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＰｎｅｕｍａｔｏｌｙｓｉｓ￥／／余力（中国矿业大学，教授徐州２１００８３）一、煤炭地下气化的原理煤炭地下气化是将高分子煤在地下原地用高温转变为低分子的燃气，并输送到地面的化学采煤方法，...     

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。     

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。     

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．     

新疆艾丁湖矿区东部中高硫份煤层洁净经济开发利用的探讨

新疆艾丁湖矿区煤炭资源丰富，是新疆疆煤东运的重点开发煤炭基地。但同时也是生态环境脆弱地区。在艾丁湖矿区煤炭开发中必须实现煤炭资源开发与环境保护的协调发展。煤炭地下气化技术已经成熟，有着经济、洁净、环保的优势；艾丁湖矿区具有进行煤炭地下气化的良好地质条件和区位地理优势，艾丁湖矿区中高硫煤层可以应用煤炭地下气化技术进行洁净、环保、经济开发利用。     

关于煤炭地下气化技术发展的探讨

分析了世界和我国煤炭地下气化的研究现状，得出了影响煤炭地下气化技术发展的根本原因。在此基础上，指出了煤炭地下气化的关键技术，提出了我国发展煤炭地下气化的几点建议。     

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。     

煤炭地下气化技术评价及发展路径选择

对国内外煤炭地下气化开采(UCG)技术发展现状及趋势进行了分析,针对不同技术发展的特点和存在的问题,对不同的技术路线进行了技术经济分析。经过比选,结合中国发展的基础条件、限制因素等,提出中国煤炭地下气化开采(UCG)技术发展的路线。     

浅析煤炭地下气化市场前景

阐述了国外地下煤炭气化技术的发展以及成功应用实例,分析了煤炭地下气化技术的成就存在问题和地下气化技术的经济效益,介绍了我国煤炭地下气化试验情况,展望了煤炭地下气化市场前景广阔。     

煤炭地下气化过程的变化规律和提高煤气热值问题

为改进有井式煤炭地下气化技术，提高产气量和煤气热值，根据煤炭地下气化原理，通过现场试验研究了地下气化过程的各种变化规律。系统地分析了气化过程中物理化学特征和影响因素，揭示了在急倾斜中厚煤层条件下，气化炉温度场和浓度场的分布状态和发展趋势，以及煤气热值与气化通道长度的相关性。试验证明：延长气化通道长度，受干馏干燥带的影响，煤气热值不能提高，将会逐渐降低。     

在阜新矿区应用煤炭地下气化技术的可行性研究

本文分析了国内和国外发展煤炭地下气化技术的不同点，指出了我国近期煤炭地下气化技术的发展方向，论证了阜新矿区利用该技术开发和利用报废煤炭资源的可行性和必要性，制定了阜新矿区煤炭地下气化的发展规划和工艺技术方案     

浅谈洁净煤技术的推广应用

阐明了推广应用洁净煤技术的重要意义,重点介绍了目前国内外煤炭地下气化技术的研究进展情况。     

自主创新促煤炭产业升级--专访中国矿业大学地下气化中心主任梁杰

煤炭地下气化技术，使得资源的综合、循环利用成为可能，彻底改变了我们对煤炭的定位，将煤炭作为一种资源而不仅仅是能源。[编按]     

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。     

煤焦气化反应对煤炭地下气化的影响性研究

在煤炭地下气化过程中,煤焦气化反应直接影响着地下煤气的组成和质量,通过对地下气化典型煤样大雁褐煤、协庄烟煤、昔阳无烟煤在热天平装置上进行不同热解终温、不同热解气氛的煤焦气化反应实验,利用热失重分析法研究了不同煤焦的气化反应特性。通过实验表明：不同煤质、不同煤焦制备温度、不同反应气氛对煤焦气化反应活性有着重要的影响。     

煤炭地下气化调控升温温度场数值模拟

在常规地下煤炭气化数值模型的基础上，根据煤炭传热性质，建立了煤炭地下气化调控的数学模型，并应用控制容积法编制了数值模拟程序。对地下煤炭调控气化的地下温度场进行了模拟，得出了如下一些比较有价值的结论：地下煤炭调控气化通道温度曲线是双峰曲线，随着调控钻孔与进气孔距离的增加，两个燃烧区结合部的温度也是先升高再降低。调控钻孔与进气孔的距离为45m时，地下煤炭气化效率最高。     

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。     

煤炭地下气化高新技术产业化的战略思考

早在１９７９年 ,联合国“世界煤炭远景会议”上就明确指出 :“发展煤炭地下气化是世界煤炭开采的研究方向之一 ,是从根本上解决传统采煤方法存在的一系列技术和环境问题的重要途径。”１９９２年由国家科委制定的我国科学技术中长期发展纲要的白皮书中 ,明确提出了到２０２０年的战略目标和关键技术之一 ,是要完成地下气化研究试验和建立商业性煤炭地下气化站。国家“八五”重点科技攻关项目———徐州新河二号井煤炭地下气化半工业性试验 ,于１９９４年圆满完成预定试验目标 ,并通过了国家级技术鉴定 ,各项试验指标均达到国际先进水平。１…     

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。     

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。