协庄煤矿煤炭地下气化技术的应用

1、协庄煤矿煤炭地下气化技术的应用 第 l6 卷第 4 期 CoalM 煤 ine 葛 W .慧.Onvlo1.16,M .4,2002 圃 协庄煤矿煤炭地下气化技术的应用 刘君刘树水 （新汶矿业集团协庄煤矿环保科 ,山东新泰 271221） 煤炭是我国的第一能源 ,近 20年来,煤炭在 我国的能源消费构成中占 70%以上 .根据我国能 源储量及资源状况 ,在可预见的将来 ,煤炭在能源 消费构成中的比例不会发生大的变化 .而我国又 是世界上最大的发展中国家 ,加上经济的持续高 速发展 ,对煤炭的需求和消费迅速增加 ,由此所引 起的环境问题越来越突出 .因此发展洁净煤技术 进行煤炭地下气化研究 ,实

2、现保护环境 ,节约能 源,合理利用资源 ,减少煤炭开发与利用中的二次 污染已经刻不容缓 . 新汶矿业集团有限责任公司协庄煤矿始建于 1 958年, 1 962年投产,是一个年产 2Mt 的大型矿 井.由于受传统开采技术 ,安全问题 ,环保政策等 制约因素的影响 ,井下的边角煤 ,深部煤 ,高硫劣 质煤 ,矿井遗留的保护性煤柱未能开采利用 ,为进 步提高煤炭资源的回收率 ,协庄矿针对这些煤 炭资源进行了煤炭地下气化研究工作 . 1 煤炭地下气化技术在协庄矿的应用 1.1 地下气化炉制气过程 协庄煤炭气化站有两台气化炉 ,其制气过程 如下 :先从排气孔向进气孔鼓风 ,风量在 4000m3/ h左右

3、,当进气孔口温度升至130C以上,C0:升到 11%以上时，开始倒风，风量不变，约lh后，开始 降风,风量在4o 60m（表显）,同时开启喷淋 水,2h之后进行化验，如果7 8h热值仍不能达 到 8372kJ/Nm 则,要对风量 ,炉压进行调整 ,待 热值升至 8372kJ/Nm 后,保持进风量和炉压稳 定,并开启引风机向煤气厂气柜供气 ,一个小时化 验一次煤气成分.热值降到8372kJ/Nm以下后， 停止引风机 ,同时关闭排气孔口的水煤气阀门 ,开 启鼓风煤气阀门 ,加大进风量 ,向炉内鼓风提温 , 收稿日期 ;2O020220 整个造气循环便告结束 .在造气过程中要对各排 污口及时排污 ,

4、以免阻力增大 ,影响造气效果 ,对 设备运转情况也要按时巡查 ,保证设备安全运行 1.2 地下气化炉的构成 (1) 供风 ,供气及排气系统 :供风设备为罗茨 风机 ,两个气化炉各配一台风机 ,并配有旁通管 , 台风机可同时供两台炉子使用 ,风向通过各孔 口的空气阀门控制 .供汽现在基本不用 .排气系统 主要是空气煤气管路和烟囱 ,各孔口都有空气煤 气阀门 ,可调整进出气压力 . (2) 煤气排气 ,净化系统 :煤气输送设备是引 风机,产生的煤气通过气化站至煤气厂的水煤气 管路将煤气输送到煤气厂气柜 .由于产生的煤气 中含有脏杂颗粒 ,水分 ,焦油等杂质 ,在进入气柜 前设置了净化系统对煤气中这

5、些杂质进行去除 . 净化系统包括两台水泵 ,一台洗气塔 ,一台捕滴 器 ,一台捕焦器 . (3) 井下排水系统 :井下排水是气化炉很重要 的一部分 ,如果处理不好 ,将关系到整个矿井的安 全生产 .在排水系统中设计了自动排水装置 ,排水 时人不用下井 ,炉内始终保持固定水位 ,多余存水 随时排出 . 1.3 新技术应用 协庄矿在地下气化过程中应用 ”长通道 ,大断 面,两阶段”气化新工艺 ,并首次采用了光纤温度 探测技术 ,准确探测气化炉内温度及火层分布指 导生产 ,同时气化炉点火时还首次采用了电视监 视系统 ,对点燃煤巷的全过程进行在线监控 . 2 效益分析 (1)经济效益 .煤炭地下气化所

6、产生的经济效 益是巨大的 ,使矿井大量不宜或不经济使用传统 的物理采煤方法开采的呆滞 ,遗留煤柱及深部煤 第 16 卷第 4 期 c0alM 煤 in e,0 nv01.16,M .4,2o02 全方位打造环保型企业 焦波 (新汶矿业集团公司协庄煤矿 ,山东新泰 271221) 荣获 ”全国煤炭工业环境保护十佳企业 ”和 “山东省级环境保护先进企业 ”的新汶矿业集团公 司协庄煤矿 ,在成绩面前不骄不躁 ,在环保工作上 不断加强领导 ,健全组织 ,完善制度 ,狠抓污染源 的综合治理 ,环保工作成绩斐然 . l 以强化宣传为手段 . 提高对矿区环保工 作重要性的认识 是重视日常的宣传教育工作 .在

7、重要的路 口地段,设置了永久性宣传栏 ,宣传标语 ;订阅了 中国环境报 ,山东环境报 ,山东环境 ,煤矿 环境保护等专业杂志和报刊 ,做到了环保宣传长 年不断线. 二是突出抓好集中宣传教育工作 .充分利用 “世界环境日 ” ,世”界水日 ”等有利时机 ,通过专 栏,黑板报 ,广播,电视等多种媒体手段和宣传形 式 ,大张旗鼓地进行环保集中宣传教育活动 ,使广 大职工认识到搞好环境保护的重要性和对矿区 黑 ,脏,乱,差的面貌进行综合治理的必要性 ,环境 意识大大增强 . 2 以健全组织 ,完善制度为保证 .加强对 环保工作的领导 是健全组织 .成立了矿环保委员会和环保 考核领导小组 ,设立了环保科

8、 ,配备了专职环保工 作人员 ,并在各单位配备了兼职环保网员 ,具体负 责本单位的环保工作 ,定期交流工作情况 ,通报环 保信息 ,对薄弱环节和薄弱地点进行重点治理 ,在 女七七七七七 采用地下气化方法加以回收再利用 ,提高了煤炭 资源的回收率 .另外采用此技术的造气成本仅为 0.39元/m,而目前煤气厂的造气成本为1.1元/m, 这样每立方煤气可节约成本 0.71 元.两台气化炉 每天产气6000m,每年可节约155.5万元. (2)环境效益 .煤炭地下气化所产生的环境效 益更是无法估量的 ,它不存在因采煤而造成地面 塌陷,也不会产生在煤炭生产过程排放的煤矸石 而造成占用土地资源现象以及因煤

9、矸石自燃散发 出的大量烟尘及有害气体污染大气 ,还可避免传 统采煤和地面气化过程中造成的废气 ,废水,废碴 等污染. 3 存在问题及对策 由于地下煤气的产量和热值都不是很稳定 , 所以要想全靠地下气供居民区是不现实的 ,为此 我们目前正在筹建液化石油气混地下气工程 .将 收稿日期：2002 01 21 液化气通过螺杆泵送到气化气中进行气化 ,气化 后的石油气进入静态混合器与地下煤气进行掺混 之后输入气柜 .液化气与地下煤气掺混比例依据 地下煤气的产量和热值而定 ,掺混后的热值为 10046k/Nm3o 若发现地下煤气的产量和热值有 波动的情况 ,可以通过液化气进行补充 ,从而保证 正常供气. 4 结语 协庄煤矿煤炭地下气化工程生产出的合格水 煤气热值为8.3614.2MJ/m,并创造了国内地 下气化煤气的最高热值:14.38