引进煤层地下气化充分利用资源记国际采矿.doc

引进煤层地下气化充分利用资源：记国际采矿... 江西能源1992年第1期 引进煤层地下气化充分利用资源 记国际采矿科学技术讨论会片断 杜安远 (江西省能源研究会) [摘要]本文介绍第二届国际采矿科学技术讨论会上与美苏,波,德各国专家交流 煤层地下气化的经验,并阐述了我国地下气化的历程和现状,将我省可用来气化的煤炭资 源分寿四类,分析引进地下气化的可行性,并提出积极建议. [关键调]煤层地下气化气化建炉干馏组合碹. _ 1991年l0月中旬应邀参加中国矿业大学镍层钻孔两个以上,然后用水平钻进(无井 经办的国际采矿科学技术讨论会.参加会议祛或巷道掘进(有井法)的方法在煤层中 的国际友人有苏,美,波,德等国家的十六位将几个钻孔贯通.从其中一个钻孔鼓入空气 专家.会上对地质,水文,采煤方法.岩石或氧气,使通道点火氧化煤层,从另一钻孔 力学,地压与矿井安全等专业进行了学术交回收煤气(如图1).苏联在传统的地下气 流.内容丰富,经验新颖,是一次难得的学 习机会.我的着眼点在于煤层地下气化的新 技术和新动向.本文仅就这方面的见闻,作一 概述,并就我省遗弃的资源气化回收问题, 发表浅见,供决策机关参考. 1国内外煤层地下气化科学研究动态 1.1苏联早在1933年就开始研究试验煤 层地下气化.六十年代初期有5个商业规模 的地下气化站.到目前为止,煤层地下气化 共回收了约l500万吨煤炭,生产的煤气已 超过500亿立方米.1964～1965年Angrens— kaga气化站,年产煤气140亿米.(相当l6 万吨煤),其价格相当于一吨煤l5～17卢布, 比当时的煤价每吨40~60卢布,要低2/3. 煤层地下气化的基本步骤是:从地面向 圉l 化炉中,具有很多垂直的鼓风井,不但增加 了很多钻井费用,而且搞乱了气化炉内的气 体流动,使氧化剂与反应面之间反应质量和 热量交换均较低,而且造成氧比剂握失率增 大,气化炉中的流动参数难以控制,部分煤 气不避免地要被流过的氧化剂烧}卓,氧化 33 剂与反应面上的碳反应很慢.由于这些原 因,使传统的地下气化技术存在许多缺点, 其一是煤气热值不高}其二是气化过程不够 稳定而且难以控制j其三是气化站环境较 乱,其四是很难获得化工产品.鉴于以上传 统技术的蚨陷,苏联寻求了地下气化的新技 术如图2. 图2 - :.f.J 新设计的气化炉只有两个钻孔,其一为 鼓风井}其二为产气井.这样的气化炉具有稳 定的反应通道.鼓风井的全长都装有套管.出 气井只有井底到煤层加套管.井底贯通后形 成联合的液压系统.在鼓风井底部,先形成燃 烧面,当两井之间煤层气化时,鼓风点沿着 1——带套管的鼓风井 2——无套管的产气井 3——煤层 4——厦应通道 5——EL气化完的碴 B——初冶气化通遭 —— 转换鼓风点 鼓风井移动,这样氧化剂就被稳定地供应到 反应表面.在通道煤壁上进行多相反应,不 仅使煤表面温度升高,而且减少了向周围的 热损失.这种新技术经过试验取得的数据证 明比传统技术优越,仅将能量和热效率的差 异列表如下 表l地下气化中的能量平衡 能量分布传统技术%新技术% 干煤气的热值60.080.0 煤气水份15.05.0 现场热损失15.05.0 a4 表2气化站的热效率 气化压力 参数 传统技术新技术 地下气化的能量平衡MPa0.2一O.32.O～3.0 未燃烧的煤%15.010.0 地下水蒸发的热损失%10.0 煤气的物理热%5.010.0 漏失的煤气%10.0 煤气的热%50.070.0 热效率%55.030.0 热能转化率35.039.0 压缩机功率7.03.0 热能静转化率,～23.036.0 总效率%15.42g.8 表2说明,新技术的气化压力达2.O～ 3.0MPa,高于传统技术1O倍,可以避免地 下水蒸发的热损失以及煤气的诵失,煤气中 的CO和cH.含量增加(cH.含量高达l5% 以上),从而提高了煤气的比热.煤气的物 理热回收用于产生水蒸气,使高压气化的热 效率达到8O,而传统技术的热敢率只有 55. 煤层地下气化的新技术试验,显示出对 垂深700米以下的深部煤层具有远大的前 景.因为在600~1200米的深部,可以很容 易取得所需要的压力13~I5MPa,而不会产 生周围煤岩的断裂和煤气的损失.’ 煤层地下气化,如用氧气和水蒸汽鼓 风,则除去COz和H:S,就可得到台成煤 气,可以用来合成氨,甲烷,甲醇,汽油, 柴油和其他工业燃料,还可以用煤气发电. 1.2美国番大学,研究所以及番资源公 司,自七十年代初到八十年代末,在二十多 处试验室和现场进行试验和研究.美国工业 性试验是在垂深30~300米的浅部进行,他 们得到的主要结论性意见认为 (1)地下气化所生产的台成气,其运 行费用低于地面气化. (2)用地下气化法生产台成气,