季浩卿-煤地下气化开采现状及发展

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煤气化的行业现状

煤气化的行业现状

煤气化的行业现状1. 煤气化的概述煤气化是一种将煤转化为合成气的化学过程,通过控制温度、压力和催化剂等条件,将煤中的碳、氢等元素转化为合成气(主要成分为一氧化碳和氢气)。

合成气可以用于发电、制造化学品、合成燃料等领域。

煤气化技术可将煤炭资源有效利用,并减少对环境的影响。

2. 煤气化的历史与发展煤气化技术起源于19世纪,最早用于照明和烹饪等领域。

20世纪初,煤气化技术得到了进一步的发展,应用于城市煤气供应和发电。

随着石油和天然气的广泛应用,煤气化技术逐渐被淘汰。

然而,在能源紧缺和环境污染等问题面前,煤气化技术再次受到关注,并得到了快速发展。

3. 煤气化行业的市场规模根据市场研究报告,当前全球煤气化设备市场规模约为XX亿美元,预计未来几年将稳步增长。

中国是全球最大的煤气化设备市场,占据了全球市场份额的XX%。

中国政府推动清洁能源发展的政策也为煤气化行业提供了良好的发展机遇。

4. 煤气化技术的应用领域4.1 发电领域煤气化技术可以将煤转化为合成气,然后通过燃烧合成气来发电,从而减少煤炭的直接燃烧,减少大气污染物的排放。

煤气化发电厂具有高效节能、低排放、燃料灵活等优势,已在一些地区得到广泛应用。

4.2 化学工业领域煤气化技术可以将煤转化为合成气,而合成气又可以用于制造合成化学品。

通过合成气制造氨、甲醇、乙烯等化学品,可以实现对石油资源的替代,减少对进口原材料的依赖。

4.3 合成燃料领域通过煤气化技术,煤炭可以转化为液体燃料,如合成柴油、合成汽油等。

合成燃料可以替代传统石油燃料,降低对石油的依赖,并减少对环境的影响。

5. 煤气化行业的挑战与机遇5.1 环境污染问题煤气化过程中产生的废气和废水会对环境产生一定的影响,如大气污染、水污染等。

在煤气化项目建设过程中,需要采取适当的环境保护措施,减少对环境的负面影响。

5.2 技术创新和成本控制煤气化技术虽然发展了几十年,但仍存在一些技术难题,如高温高压条件下的反应控制、催化剂的选择等。

煤气化技术的现状及发展趋势概览

煤气化技术的现状及发展趋势概览

煤气化技术是现代煤化工的基础,是通过煤直接液化制取油品或者在高温下气化制得合成气,再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。

作为煤化工产业链中的“龙头”装置,煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。

目前国内外气化技术众多,各种技术都有其特点和特定的合用场合,它们的工业化应用程度及可靠性不同,选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。

工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。

根据发展进程分析,煤气化技术可分为三代。

第一代气化技术为固定床、挪移床气化技术,多以块煤和小颗粒煤为原料制取合成气,装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大;第二代气化技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床温和流床技术,其特征是连续进料及高温液态排渣;第三代气化技术尚处于小试或者中试阶段,如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能余热气化等。

本文综述了近年来国内外煤气化技术开辟及应用的发展情况,论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。

1 .国内外煤气化技术的发展现状在世界能源储量中,煤炭约占79% ,石油与天然气约占12%。

煤炭利用技术的研究和开辟是能源战略的重要内容之一。

世界煤化工的发展经历了起步阶段、发展阶段、停滞阶段和复兴阶段。

20 世纪初,煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤化工发展的起步。

此后世界煤化工迅速发展,直到20 世纪中叶,煤向来是世界有机化学工业的主要原料。

随着石油化学工业的兴起与发展,煤在化工原料中所占的比例不断下降并逐渐被石油和天然气替代,世界煤化工技术及产业的发展一度停滞。

直到20 世纪70 年代末,由于石油价格大幅攀升,影响了世界石油化学工业的发展,同时煤化工在煤气化、煤液化等方面取得了显著的发展。

特殊是20 世纪90 年代后,世界石油价格长期在高位运行,且呈现不断上升趋势,这就更加促进了煤化工技术的发展,煤化工重新受到了人们的重视。

煤炭地下气化发展趋势探讨与建议

煤炭地下气化发展趋势探讨与建议

煤炭地下气化发展趋势探讨与建议(晋城煤业集团技术中心郭昭兴山西晋城 048006)内容摘要:介绍了煤炭地下气化技术的由来与发展现状,对近年来我国煤炭地下气化的现状和发展趋势进行了介绍、分析,提出了建议。

关键词:煤炭地下气化探讨建议1 煤炭地下气化技术的由来与发展现状1.1煤炭地下气化技术的由来埋在地下的煤炭,通过井工或露天开采运到地面,又通过破碎、洗选、最后将适合造气工艺的煤炭投入炉内生产出可供取暖烧饭和制化工产品的煤气。

能不能将未经开采的煤直接气化,生产可利用的煤气呢?这一设想最早是德国化学家威廉•西蒙斯在1868年提出来的,后来沙皇俄国的大化学家门捷列夫和英国化学家威廉•拉赛姆也提出了同样的设想并进行过试验。

1912年,英国首先做出了有井式煤炭地下气化的方案,但直到20世纪30年代前苏联才取得了试验的成功。

此后,世界主要产煤国或工业发达国家也纷纷开展煤炭地下气化的试验,这其中主要有英国、美国、捷克、波兰以及日本等国家。

煤炭地下气化的地下现场无人无设备,地面无气化炉,节省了投资保证了安全,当时被誉为“一个技术的伟大革命”、“开采技术上一场巨大的革命”。

国外当时采用的煤炭地下气化方式主要是无井式的,即在一定距离的煤层上方地面打钻孔,一个进气孔,一个排气孔,两孔在煤层内贯通,也可以在两孔中间打一辅助孔与气化通道相接。

其工艺是在进气孔与煤层贯通孔(气化通道)交叉处将煤炭点燃并适量鼓入空气,煤炭经氧化产生二氧化碳并放出热量,随着气化向排气孔方向流动,整个气化通道被加热干馏,二氧化碳与碳发生还原反应生成一氧化碳和少量氢气,最后在排气孔形成含一气氧化碳和少量氢气、甲烷以及氮气等混合组分的煤气(见图1)。

1.2煤炭地下气化技术发展现状1.2.1国外煤炭地下气化技术发展现状煤炭地下气化做为一项特殊的采煤方法和技术,在曾提出、研究和实验的一些国家是成功的,但利用这项技术形成产业化规模的实例不多,目前国外多数国家这项技术的水平仍处于几十年前的状态。

煤化工产业发展现状及发展方向

煤化工产业发展现状及发展方向

煤化工产业发展现状及发展方向引言概述:煤化工产业是指利用煤炭作为原料进行化学加工和转化的产业,是煤炭资源综合利用的重要领域。

随着能源结构调整和环境保护要求的提高,煤化工产业面临着新的发展机遇和挑战。

本文将从四个方面详细阐述煤化工产业的现状及发展方向。

一、煤化工产业现状1.1 煤化工产业的规模和产能:目前,我国煤化工产业规模庞大,产能逐年增长。

以煤制气为例,我国煤制气产能已经超过1亿立方米/天。

同时,煤制油、煤制化肥等煤化工产品也得到了广泛应用。

1.2 煤化工技术的发展:煤化工技术在过去几十年中取得了长足的发展。

煤气化技术、合成氨技术、煤制油技术等都取得了重大突破,提高了煤化工产业的效益和可持续发展能力。

1.3 煤化工产业的环保压力:煤化工产业的发展也面临着环保压力。

煤化工过程中会产生大量的二氧化碳、废水和废气等污染物,对环境造成一定影响。

因此,如何解决煤化工产业的环保问题成为亟待解决的难题。

二、煤化工产业发展方向2.1 煤化工产业绿色化发展:未来煤化工产业的发展方向是绿色化。

通过技术创新和工艺改进,减少对环境的污染,提高资源利用效率。

例如,开辟高效节能的煤化工技术,推广清洁能源替代传统能源,减少二氧化碳排放。

2.2 煤化工产业的综合利用:煤化工产业应加强与其他产业的协同发展,实现资源的综合利用。

例如,将煤化工废弃物作为资源进行再利用,提高资源的利用率。

同时,通过与化工、能源等行业的深度融合,实现煤化工产业的升级和转型。

2.3 煤化工产业的国际合作:煤化工产业应积极拓展国际市场,加强与国外企业的合作与交流。

借鉴国外先进技术和管理经验,提高我国煤化工产业的竞争力。

同时,加强国际合作,共同应对全球气候变化等环境问题。

三、煤化工产业发展的政策支持3.1 制定煤化工产业发展规划:政府应制定明确的煤化工产业发展规划,明确发展目标和政策措施。

通过引导资金、技术和人材等要素向煤化工产业集聚,推动煤化工产业的快速发展。

煤气化技术的现状及发展趋势

煤气化技术的现状及发展趋势

煤气化技术的现状及发展趋势摘要:中国是一个资源丰富、幅员辽阔、矿产资源丰富的国家,煤炭作为中国资源结构的一个特别重要的组成部分,具有绝对的数量优势。

随着科技的发展,煤炭的使用逐渐增多,为了改善煤炭资源直接燃烧造成的污染程度,能源公司正在将煤炭转化为更加环保的二次能源,这大大促进了国家的可持续发展。

本文将分析我国煤气化技术的现状和发展过程,探索更科学、更环保的发展方向。

关键词:煤气化;利用方式;发展工艺;二次能源前言中国是一个幅员辽阔资源丰富的国家煤炭相对丰富。

此外,近年来中国社会经济和科技的迅猛发展在一定程度上促进了中国石油化工的进步。

最重要的联系是将煤转化为清洁和有效的合成气体,即CO+H2,通常称为煤气化技术。

先进的煤气化技术不仅可以大大减少燃烧过程中对大气环境的污染和排放,而且还可以在一定程度上提高煤炭使用的效率。

它在煤的直接液化、煤的间接液化、石油化学、燃料电池等方面发挥着至关重要的作用,并具有一定的显示意义。

一、煤气化技术的发展现状1.固定床气化技术固定床气化技术,又称移动床气化技术,是世界上第一个开发和应用的气化技术。

固定床通常使用煤或焦炭作为原料。

煤(焦炭)是从煤气炉顶部加入的,从上到下经过干燥层、炭化层、还原层和氧化层。

最后,将灰排放出炉外,气化剂由下而上预热到氧化层和还原层。

固定床气化极限是床层均匀性和密封性的高要求,炉内使用的煤必须具有一定的粒度(6-50 mm)和均匀性。

机械强度、热稳定性、粘度和煤渣都与渗透性有关。

因此,固定式燃气炉对人炉原料有许多限制。

2.流化床气化技术煤气炉从锅底吹出来,使煤粉(粒径小于6毫米)与锅炉房的反向流动平行反应,通常称为流化床气化技术。

煤颗粒(煤粉)和气化剂平行移动在炉底锥部分和炉柱部分,固体废物被排出。

逆流气化对人炉煤的活性要求很高。

与此同时,炉内温度低、停留时间短,可能导致碳转化率低、粉煤灰含量高、残馀碳含量高、灰分分离困难和操作弹性低。

煤炭地下气化开发利用现状与发展趋势

煤炭地下气化开发利用现状与发展趋势
的基础上提出了技术、政策和环境 3 个方面的解决
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方案和政策性建议,以推动我国煤炭地下气化技术
的发展.
1 煤炭地下气化技术进展

1 研究历程
煤炭地下气化是我国低碳高效煤炭能源结构发
陈井瑞等:煤炭地下气化开发利用现状与发展趋势 2024 年第 2 期
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2):13-23
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煤炭地下气化技术现状及产业发展分析

煤炭地下气化技术现状及产业发展分析

煤炭地下气化技术现状及产业发展分析(2014-11-11 09:29:45)煤炭地下气化技术现状及产业发展分析煤炭地下气化(undergroundcoalgasification,UCG)是将地下赋存的煤在煤层内燃烧、气化成煤气,输送到地面,作为能源或化工原料,特别适用于常规方法不可采或开采不经济的煤层,以及煤矿的二次或多次复采,产品气可以经过处理通过管道输送,也可以直接使用煤气发电或化工合成。

煤炭地下气化(UCG)是一门融多学科为一体的综合性能源生产技术,牵涉到地质学、水文学、钻井技术、点火燃烧控制技术、产品气加工利用技术、生态环境保护技术等一系列技术,其复杂程度远超地面气化,这也使其风险程度增加。

目前,煤炭地下气化(UCG)技术在少数国家已经实现了少量的商业化应用,俄、美、英、德国、澳大利亚、日本和中国等国家已不同程度地掌握了该领域的一些关键技术。

1煤炭地下气化(UCG)基本原理及相关技术1.1基本原理煤炭地下气化的过程主要是在地下气化炉的气化通道中实现的,整个气化过程可以分为氧化、还原、干馏干燥3个反应区(图1)。

从化学反应角度来讲,3个区域没有严格的界限,氧化区、还原区也有煤的热解反应,3个区域的划分只是说在气化通道中氧化、还原、热解反应的相对强弱程度。

经过这3个反应区以后,生成了含可燃组分主要是H2、CO、CH4的煤气,气化反应区逐渐向出气口移动,因而保持了气化反应过程的不断进行,气化通道的煤壁(气化工作面)不断燃烧,向前推进,剩余的灰分和残渣遗留在采空区。

1.2关键技术类型1)有井式气化技术。

该法又称巷道式地下气化炉技术(图2)。

在开采或废弃的煤矿井中建地下气化炉,以人工掘进的方式在煤层中建立气化巷道,并在进气孔底部巷道筑一道密闭墙(促使定向燃烧煤层),然后便可将密闭墙前面的煤炭点燃气化,从一个井筒鼓风,通过平巷,由另一个井筒排出煤气。

此法只应用于关闭矿井中遗弃资源的回收,须进行井下施工,作业环境和安全性差,这对其应用带来不利。

煤气化技术的发展现状及对策分析

煤气化技术的发展现状及对策分析

煤气化技术的发展现状及对策分析摘要:煤气化是煤炭洁净利用技术的重要组成部分,在我国能源战略中具有举足轻重的作用。

而作为能源消费大国,无论从实际需要还是从战略高度考虑,如何将我国丰富的煤炭资源进行洁净、高效利用是当前需要解决的紧迫问题。

本文主要探讨了煤气化技术的发展现状及对策,首先简要介绍了煤气化技术的分类,然后重点分析了我国煤气化技术的发展现状及存在的问题,最后提出了发展推广我国煤气化技术的对策。

关键词:煤气化技术发展现状问题对策一、前言长期以来由于相关先进技术被国外少数公司所垄断,我国国内企业在引进煤气化技术时不得不向这些公司支付高额的专利费用。

同时,由于引进的技术大多并不完善,造成设备运行中出现了许多问题,付出了很大代价。

因此,开发具有自主知识产权,适合中国国情的、可以降低项目投资、提高煤炭利用率、提升装置稳定性、扩大气化煤种的先进煤气化技术是当务之急。

二、煤气化技术的分类煤气化工艺可按压力、气化剂、气化过程、供热方式等进行分类,常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式分类,目前技术相对成熟而且已被广泛采用的煤气化工艺主要有固定床、流化床和气流床3种。

1.固定床煤由气化炉顶部加入,气化剂由气化炉底部加入,煤与气化剂逆流接触,相对于气体的上升速度而言,煤的下降速度很慢,甚至可视为固定不动,故称之为固定床。

但实际上,煤在气化过程中是以很慢的速度向下移动的,故称其为移动床气化。

2.流化床以粒度为0-10 mm的小颗粒煤为气化原料,煤与气化剂并、逆流接触,煤粒在气化炉内悬浮分散在上升的气流中,在沸腾状态进行气化反应,煤料层内温度均一、易于控制。

3.气流床煤料与气化剂并流接触,可用气化剂将粒度100 m以下的煤粉带人气化炉内,也可将煤粉先制成水煤浆然后用泵打人气化炉内,煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应,灰渣以液态形式排出气化炉。

三、我国煤气化技术的发展现状1.国外技术进入中国市场在国外有工业化应用业绩的11种煤气化技术中,除其中的preflo、ccp和e-gas外。

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能源与动力工程学院科研训练报告煤地下气化开采现状及发展专业班级环境82姓名季浩卿学号 08039039指导教师李荫堂摘要:本文主要将介绍煤炭地下气化开采的基本原理,国内外的发展历史、开采现状,以及未来的发展前景等方面。

关键词:煤炭地下气化,“长通道、大断面、两阶段”,发展现状,清洁利用前言煤炭地下气化,又被称为“地下煤改气”,是有别于传统的采煤工艺的一种理想的采煤方法。

它是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧,通过热作用及化学作用而产生可燃气体输出地面的一种能源采集方式。

煤炭地下气化,可以最大限度地利用煤炭资源,输出的煤气产品属于洁净能源,可以广泛应用于发电、煤化工和燃气供应。

煤炭地下气化技术在安全、环保和经济方面都具有明显技术优势,积极探索研究和推广煤炭地下气化技术,从提高煤炭资源利用率角度、社会经济发展角度和国家能源安全角度考虑,都是非常必要的。

1 煤炭地下气化开采的发展历史1.1世界煤炭地下气化开采发展史1888年俄国化学家门捷列夫设想:“随着时间的推移,这样的时代可能要实现,即煤不从地下开采出来,而是在地下直接转化为可燃气体,……。

”前苏联是世界上进行地下气化现场试验最早的国家,也是地下气化工业应用成功的唯一国家。

1932年在顿巴斯建立了世界上第一座有井式气化站;至1967年,相继建立了,5座地下气化站,到60年代末已建站12座。

统计到1994年,共烧掉1600万t煤,生产500亿m3低热值煤气,其中,南阿宾斯克站连续工作40年,安格林站连续工作38年,所生产的煤气主要用于发电或工业锅炉燃烧。

1949~1964年,苏联从事地下气化的研究单位有全苏地下气化研究所和地下气化设计院等18个单位,从事开发和生产的工程技术人员达3000余人。

目前俄罗斯正在筹建8~10座日产100万m3以上的气化站。

美国地下气化试验始于1946年,首先在亚拉马州的浅部煤层进行试验,利用有井式施工,采用空气、水蒸气、富氧空气等不同气化剂进行试验,煤气热值为0.9~5.4MJ/m3,后因煤气漏失严重告终。

70年代,因能源危机,美国组织了29所大学和研究机构,在怀俄明州进行大规模有计划的试验,获得了工业性气体,用于发电和制氨。

1987~1988年,洛基山-1号试验获得了加大炉型、提高生产能力、降低成本、提高煤气热值等方面的成果,为煤炭地下气化技术走向工业化道路创造了条件。

美国能源部宣称,一旦发生能源危机,美国将广泛使用该技术生产中热值煤气,以解决国家之急需。

德国拥有大量的煤炭储量,但其特点是埋藏深,且处于海底。

其深层煤的储量高达1万亿t,延伸至北海的广大煤田深度>5000m,用现行的采煤方法无法开采。

因此,德国特别重视煤炭地下气化技术的研究,成立了第二代采煤技术研究学会。

1979年,德国与比利时在图林联合搞了一次试验,试验深度达860m,煤层厚6m,试验获得了良好效果。

英国、法国、捷克和西班牙等国也先后结合本国煤层赋存特点,对煤炭地下气化技术进行了研究。

1988年,6个欧盟成员国就煤炭地下气化组织了一个工作小组,并于1991年10月至1998年12月,持续7年多在西班牙Terul地区的Ohiete-Arino煤矿搞了一次野外试验,耗资1200万英镑,试验在中等深度(500m~700m)煤层中进行。

该试验成功地采用了钻孔后退式供风调控方案,气化总时间达301h。

该试验解决了许多技术问题,同时证实了欧洲中等深度煤层实施地下气化技术的可行性。

1.2我国煤炭地下气化开采发展史煤炭地下气化在我国的试验始于1958年。

当时,研究人员以空气为气化剂,在山西大同胡家湾等地获得了热值为833~1322 kcal/m3的地下煤气。

直至1984年,中国矿业大学又重新开始研究,并于同年在徐州马庄矿完成了煤炭地下气化现场试验。

1990年,煤炭地下气化半工业性试验被列入国家“八五”科技攻关项目。

1990年年底,著名科学家钱学森在《人民日报》上发表文章指出:“苏联在50年代做了很多煤炭地下气化的工作。

我们要研究这个技术。

这个技术一旦做了,就会使我们整个生产技术大为改观。

”1992年,原国家科委颁布我国科学技术中长期发展钢要白皮书,其中明确规划:到2020年的战略目标和关键技术是完成煤炭地下气化试验研究并建立商业性煤炭地下气化站。

1994年在徐州新河二号井完成了半工业性试验;1996年在唐山刘庄煤矿完成了工业性试验,采用了有我国特色的“长通道、大断面、两阶段煤炭地下气化新工艺”,大大提高了煤气的热值,所建的地下煤气站已连续工作2年多,所产煤气用于烧锅炉和供煤气公司使用。

数十年来,在有关部门的大力支持下,我国工作人员在徐州、唐山、新汶等10多个矿区进行了煤炭地下气化试验。

煤炭地下气化技术研究及项目建设也被列入了国家“十五”及“十一五”规划。

目前,我国已初步实现了地下气化从试验到应用的突破。

煤炭地下气化炉已在我国不同煤层地质条件下完成了工业性试验及初步的商业化推广应用,所生产的低热值、中热值的煤气以及水煤气已服务于民用、工业锅炉及内燃机组发电。

今年7月,国家发改委、科技部、工信部第6部委联合发布的《中国资源综合利用技术政策大钢》也明确提出,“十二五”期间,国家将推进煤炭地下气化技术的产业化。

2 煤炭地下气化开采的原理煤炭地下气化(Underground Coal Gasification,UCG)是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧,通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体,集建井、采煤、气化工艺为一体的多学科开发洁净能源与化工原料的新技术,其实质是只提取煤中含能成分,变物理采煤为化学采煤,被誉为第二代采煤法。

与一般煤炭气化一样,是把煤炭的固体有机物通过热力和化学作用变为可燃气体,其区别在于这种变化过程是在地下进行,而不需把煤炭开采出来。

煤炭不加氧进行加热,只能使煤炭有机物在高温下强烈地分解出挥发物——煤气和焦油蒸气。

这种部分气化法,仅能获取很少量的煤炭热能。

剩余留下的碳和灰这两种主要成分组成的焦碴,在高温下采用氧或水蒸汽对其进行化学处理,能使可燃固体变成可燃气体。

其化学反应过程是:送氧时碳进行氧化,其化学反应式为:C + O 2 → CO 2 + Q(热能)在高温下二氧化碳与碳发生还原反应,产生可燃气体一氧化碳,其化学反应式是:C + C02 → 2CO - Q在高温下加入水蒸汽时,则可产生氢气,其化学反应式为:C + 2H 20 → 2H 2 + C02 - Q据此原理,地下气化炉工作面必须完成煤炭的氧化和还原的化学反应,才能生成可燃气体一氧化碳;在高温条件下加水蒸汽,才能生成氢气。

所以气化工作面(气化通道)应由氧化带、还原带、干馏干燥带三部分构成。

地下煤气发生系统原理如图1所示,从地面向煤层打钻孔1和2,设法将两孔连通,在连通的空腔中将煤点燃,形成气化通道,空气从孔1压入,生成的煤气从孔2排出。

整个气化通道沿长度分成3个区:氧化区(Ⅰ):这是气化通道初始一段长度,煤中的碳和氢与空气中的氧燃烧生成二氧化碳和水蒸气,产生大量的热,温度可达2000℃,使煤层炽热与蓄热。

还原区(Ⅱ):气流继续向前流动,二氧化碳与水蒸气在灼热的煤层表面分别还原成一氧化碳和氢。

其反应速度取决于还原区的温度,还原区的温度大约为1200℃。

干馏干燥区(Ⅲ):当无氧的高温气流进入干馏干燥区时,热作用使煤中的挥发物析出,形成焦炉煤气。

干馏干燥区的温度大约为800℃。

经过上述3个反应区后,就生成了主要组分是CO、H2、CH4的可燃气体,其温度为300~500℃。

从排气孔输出的气体,经地表冷却、洗涤和脱硫等,变成可燃的气体直接经管道供煤气用户使用;所得动力气体可供涡轮机发电用;所得合成气体经化工厂再处理获得氢、甲醇、硫代硫酸钠等化工原料。

地下气化的物质基础是地下气化炉,组成地下气化炉的四个要素是:进气孔、排气孔、气化通道和气化煤层。

地下气化炉按施工方法不同分为有井式和无井式。

有井式是指气化炉的施工都在地下进行,进、排气孔是井筒,气化通道是人工掘进的煤巷。

无井式则是所有建炉工作都在地面进行,进、排气孔由地面打钻施工。

通过对煤炭地下气化方面的资料分析表明,影响煤炭地下气化工艺的主观因素有:煤层开拓方式、进气孔和排气孔的分布密度、地下气化炉的布置方式和规模、鼓风方式、气化剂的成分等。

影响煤炭地下气化工艺的客观因素有:煤岩组成、煤的牌号和煤质、围岩的矿物组成及其物理力学性质、煤层赋存条件、瓦斯含量及水文地质条件等。

3 煤炭地下气化开采的现状3.1国外煤炭地下气化开采的现状近年来,各国在煤炭地下气化技术研究方面都进行了大量投入。

美国、德国等主要产煤国取得了大量的科研成果。

据不完全统计,从上世纪70年代至今,美国政府投入地下气化的资金超过数十亿美元。

美国的煤炭地下气化技术也因此全球领先。

其他发达国家也不甘落后。

今年2月,加拿大阿尔伯塔省政府宣布,今年将继续投资2.85亿加元,建设一个煤炭地下气化项目。

同时,加拿大天鹅山合成燃料公司在建的地下气化项目,这是世界上目前最深的煤炭地下气化工程,总投资为15亿加元。

该国政府用于煤炭地下气化的资金也累计达到数十亿加元。

国外对于UCG发展的现状及观点主要如下:(l) UCG不能替代常规采煤方法。

国外普遍地认为UCG不能替代常规采煤方法,应主要用于常规方法不可采或开采不经济的煤层,包括大深度煤层、高灰高硫劣质煤、急倾斜煤层和薄煤层。

(2) UCG是一项涉及多种学科的高技术。

在过去20年里,多项高技术的应用是欧美国家UCG研究试验取得重大进展的关键。

这些技术包括:应用声学、地质学、地震学、化学、热力学和电子技术研究地下气化机理;应用计算机模型、模拟气化过程、测算煤气产量和质量、生产成本;待气化煤层的精细勘探、三维勘测技术;气化过程自动监测和控制技术;耐高温、抗腐蚀特种合金钢管和特种泥浆;适于UCG的先进燃气—蒸汽联合循环发电技术;UCG环境监测和防治技术。

(3)UCG技术尚不完全成熟。

UCG虽已证实技术和工程可行性,但技术尚不成熟,仍存在一系列有待解决的问题。

主要是:气化过程很难控制,冒顶可能严重干扰气化过程,地下水进入气化带;烟煤加热膨胀产生的塑性变形阻塞气化通道;煤气中的固体颗粒和焦炭堵塞和腐蚀管道。

解决这些技术问题目前还存在很大难度。

(4)新的研究开发计划尚未提出。

定向钻孔和CRIP气化工艺是UCG技术的重大突破。

目前,美国的UCG技术居世界领先地位,欧盟也取得了很大进展。

国外近年UC 技术的研究开发活动,主要致力于改进现有工艺和设备,解决气化和环保等方面的技术问题,尚未提出发展新一代UCG技术的研究计划。

(5)UCG经济上尚无竞争力。

经济性是UCG 技术发展缓慢的关键因素。

美国能源部认为,若能进行长期大规模试验,UCG可在l0年内商业化。

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