煤炭地下气化.ppt

* * 煤炭地下气化（Underground Coal Gasification ，UC G） 是集建井、采煤、转化工艺为一体的多学科开发清洁能源与化工合成气的新技术。 （1） 地面固定床气化（与地下气化过程类似） 是在相对均匀的小煤块（相对均匀的竖直渗流床） 中进行的，且气化区边界无质量交换；而地下气化过程中由于煤层不规则的冒落，形成了不均匀大尺度煤块的水平渗流床，气化区边界是有质量交换的煤层，因而比地面气化更具有复杂性。 （2） 地面固定床气化是氧化带、还原带、干馏干燥带相对空间位置不变，通过料层的移动（加煤、排渣） 来保持气化过程的连续；在地下气化过程中料层（煤层） 不能移动，而是通过燃烧工作面（气化工作面） 的移动来保持气化过程的连续，而且各反应带的长度在不断改变。 （3） 地面气化炉炉堂截面是不变的，而地下气化过程中因煤层及岩层冒落，气化通道截面不断发生变化，此外，气化反应通道与煤层的顶底板发生热量交换，不利于气化过程的进行。 虽然两者在工艺上有所不同，但基本的化学反应原理是相同的。因此，可以借助地面气化过程的热力学及动力学分析方法来研究地下气化过程的物理化学特性。 1888年著名化学家门捷列夫提出了煤炭地下气化的设想，前苏联于1932年在顿巴斯建立了世界上第一座有井式气化站。其后经过60多年的研究和工业生产，工艺已基本过关，利用产出的煤气发电，生产正常稳定，达到工业生产水平，取得了很好的经济效益和社会效益。 各主要工业国家也都非常重视煤炭地下气化工作，经过几十年的试验和研究，并建立了工业化煤炭地下气化站，取得了显著的成果。研究内容包括地下气化基本概念、反应机理、模型计算、工艺过程、现场试验等等，从理论到实践，为实现煤炭地下气化这种新型采煤方式提供了广阔的前景。 1979年联合国“世界煤炭远景会议”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开采方法存在的一系列技术和环境问题的重要途径 1958年到1962年，我国先后在大同、皖南、沈北、鹤岗等许多矿区进行过煤炭地下气化试验，生产出可燃煤气。目前在有井式煤炭地下气化技术上，我国处于世界领先地位，主要由中国矿业大学（北京校区）的教授和兼职教授们发明并推广。 ①1984至1987年完成了江苏省“七五” 攻关项目，通过了省级鉴定，达到了国内领先水平，建立了“长通道大断面气化方式”。1994年3月进行了煤炭地下气化半工业性试验，通过了原煤炭部技术成果鉴定。1996年开始，唐山刘庄矿近五年半的生产实践表明可实现长期生产燃料气。目前在山东、山西的矿区中，有7座采用这一技术的地下气化炉在生产燃料煤气供给民用。美、英、法、德、荷兰、波兰等国专家，曾多次到现场考察，给予了充分肯定和高度评价。 ②“管式注气点周期后退气化方式”实现了对气化工作面的就近控制，使一些以前国外煤炭地下气化难于解决的技术、经济问题得到解决。从1997年到2002年在黑龙江伊兰煤矿、河南鹤壁三矿、新密下庄河煤矿等地进行了6次矿井式气化方式的试验研究，取得了满意结果。欧盟等国专家多次到现场考察，认为“技术独特，很有商业开发价值”。 切管注气点后退气化图 需要使用机械方法或利用炸药对煤层进行松动，在煤层内形成一些人工层，它是由碎煤块组成，比起煤柱有较大的透气性。当气化时，将这样的煤层点燃，同时进行鼓风。 即利用将煤层钻一些彼此相近的钻孔，以此代替破碎煤层的方法。这种方法也在煤层中形成了大量的人工裂隙，但这种裂隙的断面远远大于天然裂隙，因此，即使风压较低时，也能保证所需风量。但是，这种方法需在煤层中打许多平行的钻孔。钻孔的间距要求等于煤层厚度。这种方法对薄或中厚煤层不太适合，因为很易将钻孔偏到顶地板中或钻孔之间发生彼此贯穿。 即利用将煤层钻一些彼此相近的钻孔，以此代替破碎煤层的方法。这种方法也在煤层中形成了大量的人工裂隙，但这种裂隙的断面远远大于天然裂隙，因此，即使风压较低时，也能保证所需风量。但是，这种方法需在煤层中打许多平行的钻孔。钻孔的间距要求等于煤层厚度。这种方法对薄或中厚煤层不太适合，因为很易将钻孔偏到顶地板中或钻孔之间发生彼此贯穿。 长壁发生炉系统 即利用将煤层钻一些彼此相近的钻孔，以此代替破碎煤层的方法。这种方法也在煤层中形成了大量的人工裂隙，但这种裂隙的断面远远大于天然裂隙，因此，即使风压较低时，也能保证所需风量。但是，这种方法需在煤层中打许多平行的钻孔。钻孔的间距要求等于煤层厚度。这种方法对薄或中厚煤层不太适合，因为很易将钻孔偏到顶地板中或钻孔之间发生彼此贯穿。 筐形结构系统 即利用将煤层钻一些彼此相近的钻孔，