煤炭地下气化技术现状及产业发展计划分析

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煤炭行业的现状与未来发展趋势

煤炭行业的现状与未来发展趋势

煤炭行业的现状与未来发展趋势煤炭一直以来都是世界能源消耗的重要来源之一。

然而,随着环境保护意识的增强和可再生能源的崛起,煤炭行业正面临着许多挑战。

本文将探讨煤炭行业的现状以及未来的发展趋势。

首先,让我们来看看煤炭行业的现状。

目前,中国是全球最大的煤炭生产和消费国。

然而,由于严重的空气污染和温室气体排放问题,中国政府采取了一系列措施来减少对煤炭的依赖。

这些措施包括关闭高污染的煤矿和发电厂,推广清洁能源和能效技术,以及加强环境监管。

这些举措使得煤炭行业面临着严峻的挑战。

其次,让我们来看看煤炭行业的未来发展趋势。

随着全球对环境保护的重视程度不断提高,煤炭行业将面临更多的压力。

许多国家已经制定了减少对煤炭的依赖的目标,并采取了各种措施来实现这些目标。

例如,一些国家已经开始逐步淘汰煤炭发电,并鼓励可再生能源的发展。

此外,新技术的不断突破也将对煤炭行业产生深远影响。

例如,煤炭气化技术可以将煤炭转化为天然气或液体燃料,从而减少对煤炭的直接燃烧。

此外,碳捕获和储存技术也有望在未来得到更广泛的应用,从而减少煤炭燃烧所产生的二氧化碳排放。

然而,尽管面临诸多挑战,煤炭行业仍然有其存在的必要性。

煤炭作为一种廉价的能源资源,仍然在一些地区扮演着重要的角色。

尤其是在发展中国家,由于经济发展水平相对较低,煤炭仍然是主要的能源来源。

此外,煤炭行业也提供了大量的就业机会,对于一些地区来说,煤炭行业的发展仍然是经济增长的重要动力。

为了应对煤炭行业面临的挑战,需要采取一系列措施来促进其可持续发展。

首先,政府应该加大对环保技术研发和推广的支持力度,鼓励企业采用清洁能源和能效技术,减少对煤炭的依赖。

其次,政府还应该加强对煤炭行业的监管,确保企业遵守环保法规,减少环境污染。

此外,政府还应该鼓励煤炭企业转型升级,发展高附加值产品,提高煤炭行业的竞争力。

总之,煤炭行业面临着许多挑战,但也有其存在的必要性。

随着环境保护意识的增强和新技术的发展,煤炭行业将逐渐向清洁、高效的方向发展。

新形势下煤炭地下气化技术

新形势下煤炭地下气化技术

浅析新形势下煤炭地下气化技术摘要:煤炭地下气化技术是一种有效的清理煤炭采空区深部煤层的可行手段,它能有效节省能源消耗、提高煤炭的采掘效率和减少采煤的安全隐患。

新形势下,煤炭地下气化技术也面临着更多的挑战,包括技术成熟度问题、安全性问题和节能效率问题等,但仍然具有一定的发展前景。

关键词:煤炭地下气化技术、采空区、采掘效率、安全性、节能效率正文:煤炭地下气化技术是采煤行业的一项关键技术,用于清理煤炭采空区深部煤层,采用机械或化学处理方法将煤层中的煤气化,减少煤炭的消耗。

煤炭地下气化技术的优势在于能够有效节省能源消耗、提高采掘效率和减少安全隐患,从而更好地利用煤层资源,满足煤炭需求。

新形势下,煤炭地下气化技术也面临着更多的挑战,例如,技术成熟度不够,在开展应用前需要进行大量的研究和试验工作;安全性问题需要全面考虑,尤其是对地下气体的控制,以避免可能的危害;节能效率低,在使用煤炭地下气化技术过程中,仍需要充分利用其它清洁能源,以提高能源利用效率。

尽管煤炭地下气化技术在新形势下存在许多挑战,但它仍具有一定的发展前景,具有很强的发展潜力。

因此,未来需要进一步加强对煤炭地下气化技术的研究,提高煤炭地下气化技术的安全性和节能效率,以更好地发挥煤炭地下气化技术的潜力。

对于煤炭地下气化技术的改进,研究者在改善气化设备、提高气化效率、提升安全性等方面取得了一定的进展。

例如,改进气化设备可以增加地下气体的开采量,提高气化效率,杜绝火灾危险,从而有效提高了开采效率。

此外,在提高气化安全性方面,研究人员也采用了各种安全措施,包括多重监控、调试、自动排放等技术,以防止煤层的火灾或爆炸事故的发生,保障煤炭地下气化技术的安全运行。

此外,研究者也在加强煤炭地下气化技术的节能效率方面取得了重要进展,例如开发了低温煤气化技术,可以有效减少煤气化过程中消耗的能源,达到节能的目的。

未来,煤炭地下气化技术将继续进行深入研究,加快技术的进步,实现对煤炭采空区的更好清理,有效节省能源,提高采掘效率,为更高效、更安全的开采工作铺平道路。

煤炭地下气化技术及其应用前景_柳少波(2)

煤炭地下气化技术及其应用前景_柳少波(2)
测 。 目前煤炭地下气化控制技术的相关参数除现场 收集外 , 通过数学模拟 等理论推导 〔7 , 8〕 和模拟试验 也是重要的手段 〔7 ~ 11〕 。
煤气处理技术 :煤气中含有大量灰尘 、焦油 、水 分 、二氧化碳及氮气等 。 这种煤气称为热煤气或粗 煤气 , 温度最高可达 200 ℃, 因而必须对粗煤气进行 净化回收处理 , 以减少对设备 、管道的堵塞和腐蚀 , 提高输送系统的效率 , 回收利用宝贵的化工产品 , 以 及满足后续工序对原料气的要求 。 煤气净化系统的 任务就是清除煤气中有害的杂质 , 降温并获得有用 的副产品 。 因此 , 煤气净化不但关系到煤气本身的 质量 , 同时关系到整个气化过程的经济效益 。 煤气 净化一般有 4 重目的 :降温 、脱水 、回收有价值副产 品 、除去不需要的有害杂质 。
一 、国内外研究现状
前苏联是世界上进行煤炭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国家之一 。 前苏联于 1935 年 , 在莫斯科近郊 、顿巴斯和库兹巴 斯建成了 5 个试验区 , 1936 年便由实验性阶段进入 工业性试验阶段 , 1940 年在顿巴斯和莫斯科近郊有 2 个煤炭地下气化站投入生产 , 1941 年莫斯科近郊 气化站从技术 上第一次 解决了无 井式地下 气化问 题 , 并第一个变成煤炭地下气化工业 企业〔2〕 。 为探 讨气化方法 , 到 20 世纪 60 年代未前苏联已建站 12 座 , 所生产的煤气用于发电或工业燃料 。 二次大战后 , 煤炭地下气化在美国引起了很大 兴趣 。1946 年 , 美国首先在亚拉巴马州的浅部煤层 进行试验 。 美国在 20 世纪 70 年代能源危机期间 , 组织了 28 个大学和科研机构 , 在俄怀明州进行了大 规模 、有计划的科研工作 , 1987 ~ 1988 年间完成的洛 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 。 英国自 1949 年恢复试验 , 到 1956 年 , 先后共进 行过 6 次试验 。 英国 、法国 、德国 、比利时和东欧许 多国家在 20 世纪 70 年代 , 把主要目标都放在难以 开采的 1000 m 以下的深部煤层 , 最终目标是建立煤 炭地下气化电站联合企业 。 1988 年 , 6 个欧共体成

煤化工行业现状及发展趋势分析报告

煤化工行业现状及发展趋势分析报告

煤化工行业现状及发展趋势分析报告煤化工行业现状及发展趋势分析报告一、行业概况煤化工行业是以煤炭资源为原料,通过煤炭气化、合成气制备、合成工艺等技术,生产合成气体、合成油、合成油品和化学原料等产品的工业部门。

煤炭是中国的主要能源资源,而煤化工作为煤炭资源的高附加值利用领域,在中国的能源结构转型中起到了重要的作用。

二、现状分析1. 市场需求:煤化工产品是能源、化工、材料等行业的重要原料和中间产品,市场需求量大。

尤其是在石油资源短缺的情况下,煤化工产品可以在一定程度上缓解对化石能源的依赖。

2. 技术水平:我国煤化工技术与国际先进水平存在一定差距,主要表现在煤炭气化和合成油技术等方面。

尽管煤炭气化技术已经达到世界先进水平,但我国在合成油技术研究与产业化应用方面仍有较大的提升空间。

3. 政策支持:煤化工产业已被列为国家重点发展的战略性新兴产业,政府出台了一系列支持政策,包括资金扶持、税收优惠、土地政策等,为行业的发展提供了有力支持。

三、发展趋势分析1. 提升技术水平:我国煤化工行业应加大技术研发力度,提升自主创新能力,加强与国际先进技术的交流与合作,引进并消化吸收先进技术,以提高煤化工技术的水平。

2. 加强资源整合:煤炭资源在我国的地区分布不均,煤化工企业应通过与煤炭企业的深度合作,利用地方资源优势,实现资源整合,提高整体竞争力。

3. 产业链延伸:煤化工行业应发展多元化产品,拓展产业链。

通过开发高附加值的化学品、新材料等产品,增加行业的利润空间,提高行业的竞争力。

4. 绿色化发展:煤化工行业应加强环境保护工作,推动煤化工技术的绿色化发展。

通过提高资源利用率、减少排放等措施,实现煤化工产业与环境的和谐发展。

5. 国际市场拓展:煤化工行业应积极开拓国际市场,提高产品的竞争力。

与此同时,应加强与国际知名企业的合作,寻找合作机会,通过合作提升企业的技术与管理水平。

四、政策建议1. 完善产业政策:加大对煤化工行业的资金投入,提高技术研发的支持力度,鼓励企业进行创新研究,推动煤化工技术的创新与应用。

中国煤层气产业发展现状及发展前景分析

中国煤层气产业发展现状及发展前景分析

中国煤层气产业发展现状及发展前景分析一、概况煤层气,是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,是煤的伴生矿产资源,属非常规天然气,是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。

煤层气的开发利用具有一举多得的功效:洁净能源,商业化能产生巨大的经济效益。

为国家战略资源。

煤层气是煤层本身自生自储式的非常规天然气,世界上有74个国家蕴藏着煤层气资源,中国煤层气资源量居世界第三位。

全国95%的煤层气资源分布在晋陕内蒙古、新疆、冀豫皖和云贵川渝等四个含气区,其中晋陕内蒙古含气区煤层气资源量最大。

二、发展现状煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重要的化工原料,用途非常广泛。

2012年以来我国煤层气产量呈波动上升趋势,2018年中国煤层气产量73亿立方米,较上年增长3亿立方米,同比增长3.42%;2019年中国煤层气产量89亿立方米,较上年增长16亿立方米,同比增长22.59%。

煤层气勘探开发是世界上发展较快的非常规天然气产业,我国煤层气资源丰富,居世界第三。

2019年1-12月中国煤层气单月产量呈平稳增长趋势,2019年11月煤层气单月产量8亿立方米,同比增长18.8%;2019年12月煤层气单月产量8亿立方米,同比增长14.5%。

煤层气是高效洁净能源,是能源行业中发展空间巨大的新兴产业之一。

2019年1-12月中国煤层气累计产量呈波动趋势,2019年1-11月中国煤层气累计产量79亿立方米,累计增长17.5%;2019年1-12月中国煤层气累计产量89亿立方米,累计增长13.8%。

《2020-2026年中国煤层气行业市场发展规模及投资前景趋势报告》数据显示:2019年山西煤层气地面开发和利用量稳步增长,煤层气产量64.1亿立方米,增长25.2%;北京市、江苏省、贵州省、安徽省煤层气产量分别是14.1亿立方米、3.6亿立方米、3.2亿立方米、2.1亿立方米。

煤炭行业现状及未来预期

煤炭行业现状及未来预期

煤炭行业现状及未来预期煤炭作为一种重要能源资源,一直在全球范围内发挥着至关重要的作用。

然而,随着环保意识的提高和可再生能源的发展,煤炭行业正面临着许多挑战。

本文将探讨煤炭行业的现状,并展望未来的发展前景。

一、煤炭行业现状煤炭行业在过去几十年中一直是中国能源市场的主力军。

煤炭的高热值和相对低成本使得它成为许多行业的首选能源。

然而,由于燃烧煤炭会释放出大量的二氧化碳和其他有害气体,煤炭的使用对环境造成了严重影响。

同时,煤矿事故频发也暴露出煤炭行业的安全隐患。

为了应对环保压力,中国政府出台了一系列限制煤炭使用的政策。

例如,限制煤炭发电厂的建设、提高煤炭资源税收等。

这些政策导致了煤炭需求的下降,同时也推动了中国向可再生能源转型的步伐。

二、煤炭行业的挑战与机遇尽管煤炭行业面临诸多挑战,但它依然具有广阔的发展空间和机遇。

首先,煤炭行业可以通过技术创新来改善环境问题。

例如,引入洁净煤技术和煤炭气化技术,减少有害气体的排放。

此外,煤炭行业还可以积极推动煤矿安全管理和事故预防措施的改进,提升行业整体安全水平。

其次,煤炭行业可以加大对清洁能源的投资和合作。

目前,许多国家正在积极推动可再生能源的发展,煤炭行业可以通过与可再生能源企业的合作,实现能源结构的优化和转型升级。

例如,煤炭矿山可以利用可再生能源发电设备,实现绿色能源的利用。

再次,煤炭行业可以加强国际合作,拓宽市场。

中国是全球最大的煤炭生产和消费国,国内煤炭需求的下降必然会对国际市场造成一定压力。

因此,煤炭企业可以加强与其他国家的合作,积极拓展国际市场,降低对国内市场的依赖。

三、煤炭行业的未来预期随着全球对于环保和可持续发展的重视程度不断提高,煤炭行业将面临更加严峻的挑战和压力。

然而,煤炭行业仍然具有一定的发展潜力。

首先,虽然可再生能源的发展迅猛,但煤炭作为一种稳定、廉价的能源仍然不可或缺。

特别是在一些发展中国家和地区,煤炭仍然是主要的能源来源。

因此,煤炭行业有望在发展中国家市场中找到新的机会。

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一、煤化工产业发展现状煤化工产业是指利用煤炭资源进行化学转化和加工,生产出煤化工产品的产业。

随着全球能源需求的不断增长以及对环境保护的要求,煤化工产业在能源转型和绿色发展方面具有重要的意义。

下面将从煤化工产业的发展规模、技术水平和市场前景等方面进行详细介绍。

1. 发展规模目前,全球煤化工产业规模庞大。

以中国为例,中国是煤炭资源大国,煤炭资源储量丰富,是世界上最大的煤炭生产国和消费国。

中国煤化工产业发展迅速,已形成为了以煤炭气化、煤制油、煤制气、煤制烯烃等为主要技术路线的煤化工产业体系。

2022年,中国煤化工产业总产值达到XX亿元,占全国化工行业总产值的XX%。

2. 技术水平煤化工产业的技术水平是衡量其发展水平的重要指标。

目前,煤化工产业在技术创新和装备更新方面取得了一定的发展。

以煤炭气化技术为例,目前已经发展出了多种气化技术,如固定床气化、流化床气化、煤浆气化等。

这些技术在提高煤炭利用率、降低污染排放等方面具有重要意义。

3. 市场前景煤化工产品具有广泛的市场需求。

煤制油、煤制气、煤制烯烃等产品在能源、化工、交通等领域有着重要的应用。

随着全球能源需求的不断增长以及对环境保护的要求,煤化工产品具有较大的市场潜力。

估计未来几年,煤化工产业将保持较快的增长速度。

二、煤化工产业发展方向为了实现煤化工产业的可持续发展,需要在以下几个方面加强工作:1. 提高技术水平煤化工产业应加大技术研发力度,推动关键技术的突破和创新。

例如,加强煤炭气化技术的研究,提高气化效率和产物质量;加强煤制油技术的研发,降低生产成本和环境污染;加强煤制气技术的创新,提高气体利用率和能源效益。

2. 推动产业升级煤化工产业应加强与其他相关产业的合作,推动产业链的延伸和升级。

例如,与石油化工产业合作,发展煤炭与石油的协同加工技术;与新能源产业合作,推动煤炭资源的清洁高效利用。

3. 加强环境保护煤化工产业应加强环境保护工作,减少污染物排放,提高资源利用效率。

煤矿地下开采工艺的现状分析及发展趋势

煤矿地下开采工艺的现状分析及发展趋势

煤矿地下开采工艺的现状分析及发展趋势煤炭是世界上最重要的能源资源之一,而煤矿地下开采技术一直是煤炭工业的核心技术之一。

通过对煤矿地下开采工艺的现状分析及发展趋势的研究,能够帮助我们更好地了解煤矿地下开采的技术水平和未来发展方向,以及帮助煤炭企业更好地应对资源枯竭和环保压力,推动煤矿地下开采技术的创新和发展。

煤矿地下开采工艺是指利用巷道、井巷等方式在煤矿内部采取煤炭,主要包括采煤工艺、支护工艺、通风工艺等。

目前,国内外煤矿地下开采工艺的现状主要体现在以下几个方面。

1. 采煤工艺目前,煤矿地下采煤主要有机械化采煤和人工采煤两种方式。

机械化采煤采用煤矿设备进行采煤作业,主要包括煤矿掘进机、煤矿综采机等设备。

人工采煤采用人工进行采煤作业,操作煤体局部崩落或者使用爆破等方式进行采煤。

机械化采煤相对于人工采煤具有效率高、安全性好等优点,逐渐成为煤矿地下开采的主要方式。

2. 支护工艺支护工艺是确保煤矿地下采煤安全的重要环节,目前主要采用的支护方式包括采空区支护、巷道支护、煤柱支护等。

采空区支护是指对采空区进行支护,主要包括落煤法、矿山压裂法等。

巷道支护是指对煤矿巷道进行支护,主要包括钢支架、木支架等。

煤柱支护是指通过对煤柱进行支护,确保地表不会塌陷。

3. 通风工艺通风工艺是保证煤矿地下采煤作业安全、提高矿井工作环境质量的重要手段。

目前,主要的煤矿通风方式包括自然通风和人工通风两种方式。

自然通风是指通过煤矿自身的地质条件实现通风,人工通风是指通过通风机等设备实现通风。

在通风工艺中,还需要考虑瓦斯抽采、尾气处理等问题,以确保煤矿地下环境的安全。

二、煤矿地下开采工艺的发展趋势面对煤炭资源的枯竭和环保压力,煤矿地下开采工艺的发展趋势主要体现在以下几个方面。

1. 机械化采煤技术的发展随着矿产资源的日益枯竭,传统的人工采煤已经无法满足煤炭需求,机械化采煤技术将成为未来的发展趋势。

未来,煤矿地下采煤将更加自动化、智能化,采用更多的机械设备进行作业,如自动掘进机、无人驾驶采煤机等。

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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。

除新奥集团内蒙古地下气化试验外,我国已完成的UCG项目以及正在进行前期工作的绝大部分UCG项目都是有井式的。

2)无井式气化技术。

该法采用常规的油气钻井技术钻孔(图3),很好地发挥了石油企业的钻井技术优势,免去了巷道式建地下气化炉的条件限制。

相比于“有井式”气化炉,“无井式”气化建炉具有工艺简单、建设周期短的特点,适用于整装煤田的大规模地下气化,也可用于深部及水下煤层气化。

无井式煤炭地下气化法从地面向煤层打直径150~400mm、间距10~40m的一系列钻孔,两钻孔之间贯通形成气化通道,点火气化。

双孔式气化技术中两孔间的贯通方法常用的有低压火力渗透贯通法、高压火力渗透贯通法、电力贯通法、水力压裂贯通法以及定向钻孔贯通法5种。

1.3产气率及产品气组成1)产气率。

产气率与煤质、赋存条件以及采用的气化剂种类等有关(表1)。

一般来说,气化烟煤时,如果采用空气作为气化剂,煤气热值1200kcal/Nm3,产气效率大约为3830Nm3/t,若采用富氧水蒸气作为气化剂,煤气热值2200kcal/Nm3,产气效率大约为2100Nm3/t。

2)产品气的组成。

煤炭地下气化产品气的组分与煤阶、气化剂类型以及工程技术等因素相关,与地面煤炭气化产品气组成基本一致,不同煤阶、气化剂所对应的产品气组分如表2所示。

2国内外煤炭地下气化(UCG)技术发展现状2.1国外主要技术现状1)前苏联UCG技术。

前苏联是世界上进行煤炭地下气化试验研究最早的国家,也是地下气化工业应用最成功的国家之一,我国目前比较先进的煤炭地下气化技术主要是在前苏联技术基础上发展起来的。

前苏联最初试验于1933年,到20世纪60年代初期,在莫斯科近郊、顿巴斯和库兹巴斯已有5个商业规模的地下气化试验区,利用气化技术已回收了约1500万t煤,生产煤气超过500亿m3,所生产的煤气用于发电或工业燃料。

1942年苏联在莫斯科近郊煤田又试验成功无井式地下气化炉,同时还发展了各种贯通技术,由过去的渗透技术转向定向钻孔贯通技术,以求得长距离贯通。

在气化技术上,他们对气化剂进行了试验,由过去的鼓入空气得到低热值煤气转向鼓入氧气得到中热值煤气,大大提高了煤炭地下气化技术的水平,从而在苏联和世界各国得到推广。

该地下气化技术的优点表现在:a逆向火力燃烧+定向钻进,形成渗滤气化通道;b采用U型结构实现煤层预热,减小热损,提高气化效率;c实现多点移动注气、多孔稳定出气,保证煤气产量;d实现中等规模生产。

缺点表现在:a气化钻孔比较多,气化炉成本高;b对地质水文要求比较高;c缺少富氧和纯氧运行经验。

2)美国CRIP(controlledretractioninjectionpoint,受控注入点后退气化)工艺。

美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室1976年开始研究地下煤气化,在模拟研究和实验室研究的基础上,研发出受控注入点后退气化工艺(CRIP)。

这种新工艺把定向钻进和反向燃烧结合在一起,定向钻孔先打垂直注入孔和产气孔,到达煤层后,从注入孔沿煤层底板继续打水平孔,直到与产气孔底部相交,然后在钻孔中下套管。

开始气化时,用移动点火器在靠近产气孔的第一个注入点烧掉一段套管,并点燃煤体,燃烧空穴不断扩展,一直烧到煤层顶板,待顶板开始塌落时,注入点后退相当于一个空穴宽度的距离,再用点火器烧掉一段套管,形成新的燃烧带,如此逐段向垂直注入孔推进。

该地下气化技术的优点表现在:a注气点移动实现气化工作面控制;b热解带减小,气化效率提高,减少了通道堵塞及钻孔堵塞;c从事了富氧试验。

缺点表现在:a点火操作比较复杂;b气化规模小,生产不连续不适用于规模生产。

3)加拿大εUCGTM技术。

成立于1994年的加拿大ErgoExergyTechnologies公司的地下煤气化技术是目前最受关注的技术之一,近年其专有的εUCGTM技术已被多个国家的多个公司选用来建设试验装置(表3)。

该方法基于前苏联地下煤气化开采技术,利用煤层中已存在的天然通道并对其进行改良,建立连接注入井和生产井之间的通道来解决无法建立有效贯通通道问题。

2.2国内技术现状我国煤炭地下气化试验研究发展主要在20世纪80年代以后。

目前也由实验室试验研究、现场试验研究逐步转向工业示范生产应用,开发了具有自主知识产权的煤炭地下气化技术。

目前工业示范情况比较好的是新矿集团(有井式技术)和新奥集团(无井式技术),它们都与中国矿业大学进行合作。

1)新矿集团“有井式”UCG技术。

新矿集团地下煤气化1999年开始试验研究工作,2000年3月点火成功,同年7月正式向1万余户居民供生活用燃气。

于2001—2002年相继建成了协庄气化站、鄂庄气化站(一期),并一次点火成功。

目前日产气量达到10万m3,煤气热值达到11.26MJ/m3。

2002年地下煤层气化申报了国家“863”计划“煤炭地下气化稳定控制技术的研究”课题,获得科技部批准并被列入中国“863”计划和试验基地。

2)新奥集团“无井式”UCG技术。

2007年1月,新奥集团投资2亿多元组建乌兰察布新奥气化采煤技术有限公司,与中国矿业大学和乌兹别克斯坦Angren气化站共同开展“无井式煤炭地下气化试验项目”研究。

同年10月,我国首套日产煤气15万m3/d的无井式煤炭地下气化试验系统和生产系统一次点火成功。

该试验现场已具备供热、发电、生产化工原料的能力,取得了一批创新性研究成果,申报了9项专利。

这项研究创新地构建了“L型后退面扩展”的全新结构地下气化炉,创造性地开发了气化通道贯通技术、气化通道疏通技术和无井式气化,造气成本仅为地面气化造气的40%左右。

截止到2011年年底,新奥集团乌兰察布气化站已连续运行四年,第三个试验炉稳定运行900天,热值和组分稳定,发电机连续运行780天,空气连续气化生产气量30万m3/d,富氧连续气化生产气量15万m3/d,达到了工业化生产要求。

2.3世界主要UCG项目1)澳大利亚Chinchilla项目。

澳大利亚煤炭资源丰富,包括Linc能源公司、CarbonEnergy有限公司在内的多家企业在开发UCG项目,其中Linc能源公司UCG项目最为典型,其位于澳大利亚昆士兰的Chinchilla项目是迄今西方国家中运行成功的最大试验项目,技术采用加拿大的εUCGTM技术。

该项目于1999年12月26日开始产气,2003年4月完成试验和有控制的停运。

期间共钻了9口工艺井,煤层厚10m,深约140m,共气化煤35000t,最大产气量约80000m3/h,相当于70MW电力。

最近Chinchilla的4号UCG发生器已投运,同时计划建设5号发生器。

Linc能源公司以空气为气化剂获得的合成气低热值约为5MJ/Nm3、压力110kPa、温度300℃,典型组成(剔除氮气后计算)为H232%,CO17%,CH418%。

H2/CO摩尔比为1:81,很适合用于通过GTL工艺合成油。

2007年Linc公司收购了乌兹别克斯坦的Angren地下煤气化厂(目前唯一运转的工业化装置),并获其相关知识产权。

Linc的ChinchillaUCG装置所产气体主要用作发电机组的燃料,其规模将来可能扩大到400MW。

正在与美国合成石油公司合作开展煤制油,计划建设一个大的煤制油装置。

2)安格连斯克(Angren)UCG项目。

该项目位于乌兹别克斯坦,于1961年投产,至今一直在生产。

气化煤阶为褐煤,煤层厚度4~24m,煤灰分含量25%~28%,含水31%~35%,热值3650kcal/kg,煤层倾角5°~15°,深110~250m,井间距25m。

系统压力156kPa(平均)。

设计规模14亿m3/a,最大年产气量达14.1亿m3(1965年)。

产品气热值为800~850kcal/m3。

目前已被澳大利亚Linc能源公司收购,日产合成气100万m3。

3)南非MajubaUCG项目。

该项目由EskomHoldings公司实施,采用ErgoExergy公司的εUCGTM技术。

于2007年1月投产,初始3000m3/h,最终将提高到25万m3/h。

该项目为非洲大陆第一个UCG装置,目的是增加煤资源,该项目煤炭资源的地质复杂性、规模及开创性都超出预期的设想。

所产高质量合成气用于发电。

3煤炭地下气化(UCG)产业综合分析3.1与传统煤炭利用相比的优点与其他煤清洁利用技术相比(表4与表5),煤炭地下气化(UCG)技术主要具有以下优点:1)煤炭地下气化技术具有较好的环境效益。

煤炭地下气化燃烧后的灰渣留在地下,采用充填技术,大大减少了地表下沉,无固体物质排放,因此煤炭地下气化减少了废物和粉煤灰堆放面积及对地面环境的破坏,这是其他洁净煤技术无法比拟的。

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