地下煤气化技术

1、LOGO 地下煤气化技术地下煤气化技术杨丽婷杨丽婷 20103731 主要内容主要内容 前言前言 发展地下煤气化技术的重要性与必要性发展地下煤气化技术的重要性与必要性 地下煤气化技术类型地下煤气化技术类型 我国地下煤气化技术研究与发展现状我国地下煤气化技术研究与发展现状 煤地下煤气化技术新路线煤地下煤气化技术新路线 地下气化的控制问题地下气化的控制问题 CO2减排与燃空区充填减排与燃空区充填前言前言 煤炭地下气化是一种融多学科为一体的综合性能源生产新技术，属第二代采煤方法，其任务是将地下煤炭资源原地转化为可燃气体。它将建井、采煤、气化三大工艺结合起来，将物理采煤变为化学采煤，即把高分子固体煤转

2、变为低分子结构的可燃气体，因而具有安全性好、投资少、效率高、污染少、效益高等优点。 受目前技术的限制，地下气化煤气在组分、热值、稳定性上无法与地面煤气或天然气相媲美，而煤炭地下催化气化工艺可以加快地下气化速度，改善地下气化煤气组分，提高煤气热值和气化过程的热效率，降低煤气中硫、焦油含量，这对煤炭地下气化工程将具有非常重要的影响本文研究了采用高压雾状催化剂水蒸气带入装置，将以钙基化合物为主的催化剂带入地下气化炉进行煤炭地下催化气化的效果发展煤炭地下气化技术的重要性与必要性发展煤炭地下气化技术的重要性与必要性煤是我国能源的主体，可长期保证我国能源的自主安全供给。2002年我国的能源结构，煤占67%

3、，石油占23%，水电占7%，天然气占3%。 2008年我国生产原煤27.95亿 吨。据前煤田地质总局预测：我国煤炭的探明储量10176.45亿吨，预测煤炭资源45521.04亿吨。我国煤资源丰富，可长期（几百年内）保证我国能源的自主供给。煤炭地下气化技术类型煤炭地下气化技术类型 煤炭地下气化技术类型煤炭地下气化技术类型 煤炭地下气化是在地下气化炉的条件下进行的，该技术目前主要有两种类型。 一是巷道式地下气化炉技术一是巷道式地下气化炉技术 就是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

4、燃气化。此种方式中的单套地下气化炉由气化通道进气孔、辅助孔和出气孔组成，气化通道在同一煤层内连通各孔，但由于受煤层地应力和温度制约，因此人工竖井部分深度有限。二是钻井式地下气化炉技术二是钻井式地下气化炉技术 即采用常规的油气钻井技术，钻一口普通的长裸眼水平，与另外的两口直井在同一煤层内连通。单套地下气化炉仍由气化通道、进气孔、辅助孔和出气孔等组成。 施工时，先将进气孔底部的气化穴中的煤炭点燃，鼓入气剂，连续使煤炭气化，同时由辅助孔鼓入氢气，气化通道内会形成氧化带、还原带和干馏干燥带。国外大多采取此种技术。辽河油田在2005年成功建成了我国首座钻井式地下气化炉。 此次示范项目就是采用这种煤炭气化

5、方式。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。但因钻井井径受限，制约了单套炉的气化规模，有待进行单套炉多进气孔、多气化通道、多出气孔、大井眼钻进和扩眼完井等技术攻关。我国煤炭地下气化技术研究与发展现状我国煤炭地下气化技术研究与发展现状 我国从开展地下气化工程以来，就采取了适合国情的有井方式。1958年到1962年，我国先后在大同、皖南、沈北等许多矿区进行过自然条件下煤炭地下气化的试验，取得了一定的成就。我国还在黑龙江伊兰煤矿、00000三矿、新密煤田下庄河煤矿进行了矿井式气化方法的试验研究，取得了可喜的成果。 中国矿业大学1985年开始进行煤炭地下气化的研究，使

6、煤炭地下气化技术在我国具备了一定的技术基础，但是现场试验表明，由于煤层赋存条件的不同，要达到产业化生产的要求长期、连续、稳定、大规模生产和应用，还存在着一些技术问题，主要包括： 1.燃空区动态监测及对产气稳定性的影响； 2.工艺参数定量化； 3.有害物质转化机理及控制。煤炭地下气化技术新路线煤炭地下气化技术新路线 长通道长通道 :进出气孔之间的距离，越长越好，可以获得气化进出气孔之间的距离，越长越好，可以获得气化 与干馏煤气之和，提高煤气热值在与干馏煤气之和，提高煤气热值在30%以上，同以上，同 时提高气化炉的燃煤量，因此延长了气化炉的服时提高气化炉的燃煤量，因此延长了气化炉的服 务年限，因此

7、降低了煤气的直接成本。务年限，因此降低了煤气的直接成本。大断面大断面：钻孔与通道直径要大于：钻孔与通道直径要大于0.5米以上，可以满足大米以上，可以满足大流量的生产任务，降低通风阻力与能耗，大量降低了成本流量的生产任务，降低通风阻力与能耗，大量降低了成本。两阶段两阶段：气化工艺分为两阶段进行，第一阶段的任务，产：气化工艺分为两阶段进行，第一阶段的任务，产热与蓄热的过程，煤气的热值每方超过热与蓄热的过程，煤气的热值每方超过1300大卡以上，大卡以上，第二阶段利用高温水蒸气作为气化剂，水蒸气在高温煤层第二阶段利用高温水蒸气作为气化剂，水蒸气在高温煤层中，进行分解可得中，进行分解可得H2大于大于66

8、%以上，以上，CH4，CO2，CO在在10%左右其热值在左右其热值在3100大卡以上，可作为化工产品原料大卡以上，可作为化工产品原料气，这是首创。气，这是首创。地下气化的控制问题地下气化的控制问题 地下气化的控制问题地下气化的控制问题 1 ） 供气量的控制：点火后需进行鼓风量的标定，当排出煤气中含氧量超过1时，停止供风，必须控制氧气的量，以达到安全利用的目的。 2） 增加水蒸汽量的控制：地下气化炉必然会有地下水侵入，当水量少时，在炉中须增加水蒸汽量。该量通过实践去控制。 3 ）当用富氧增加煤气热值：因为该工艺产生的二氧化碳较多，一般情况下不宜采用，为提高炉温特殊条件下可以考虑。 4） 燃空区平面宽度的测定：利用测氡技术进行，因为煤炭产生的高温区炉温不能立即下降，因此测定后的范围，是新老煤炭燃烧前后的混合体，目前正在研究解决此难题。 5） 燃空区纵向地层破坏范围的测定；采用三维地震法测定，因为对燃烧后的地层反射波缺乏研究，测定后的结果不理想，目前正在研究此问题。CO2减排与燃空区充填减排与燃空区充填 一 通过气化工艺，降低CO2含量 二 合成化工产品时，将CO2与H2反应，达到零CO2排放 三 利用碱性溶液吸附CO2，作为充填燃空区的材料燃空区充填燃空区充填 燃空区充填可杜绝其对地下周围环境的危害，可杜绝新老炉间安全煤柱资源的浪