洁净煤技术第二讲煤的气化模块六第二讲教学案例.doc

工程示例：唐山刘庄煤矿地下气化工程 1．煤层赋存及地质情况 唐山刘庄煤矿位于唐山井田北翼浅部，为石炭二迭纪煤层。井田范围东西走向约2．5km，南北宽0.5～1.5km，呈一狭长形。煤层深埋50～320m。上部有50～100m冲积层。气化工艺如图1。 表1 长通道、大断面、两阶段煤炭地下气化工艺 1-压缩空气；2-气液分离器；3-热交换器；4-发电厂；5-煤气净化设备；6-水净化循环装置；7-压缩与燃烧气体混合器；8-空气；9-煤气；10-煤层；11-气化带；12-监测与控制钻孔 主要开采煤层有8、9、12三层，其中9、12煤层为中厚煤层，受构造拉伸和积压影响，局部有变薄或增厚现象，两煤层均含有薄层煤矸石夹层，但煤质好、灰分低，为2号肥气煤。根据地质资料揭示并经生产证实，井田大部分煤层在20世纪20～30年代曾开采过。由于当时条件所限，采出量不大，丢弃的较多，对煤层破坏不严重，有些没有受到破坏。气化炉就建立在9、12号煤层中。 2．气化炉结构 气化炉设在9号、12号煤层中，煤层倾角60゜～70゜，两煤层间距30～40m，其间为中等硬度的砂岩及砂页岩层。9号层煤厚度为3.0～4.5m，顶板为泥岩及细粉砂岩，底板为页岩：12号煤层厚度为4～6.5m，顶板为腐泥质页岩，底板为砂页岩。 9号和12号气化炉分别由四个钻孔和五个钻孔(进、出气孔)及气化通道、辅助通道、斜上山连通巷、两侧密闭墙等组成，气化通道长度为210m。 3．气化系统 本系统主要有输送管路系统、地面净化系统、测试系统、储气系统等组成。输送管路系统主要包括：供风系统、供蒸汽系统、输气系统、放散系统及鼓引风系统等。净化系统包括水封、空喷塔、洗涤塔等。测试系统包括气体组分分析系统、各点压力、温度采集系统等。储气系统包括湿式储气罐和调压系统及相应的附属设备等。 4．运行情况 刘庄煤矿地下气化工程自1996年5月18日点火以来，综合运用了多种工艺，保证了气化炉运行一直较稳定，产气量和煤气质量基本达到了设计要求。首先进行了空气连续气化试验，指标见表1，煤气供唐山市卫生陶瓷厂和刘庄矿供热锅炉使用，同时也进行了多次两阶段气化试验，试验结果见表2。 表1 刘庄矿试验鼓风煤气组分、热值和产量 表2 刘庄矿试验水煤气组分、热值和产量 注：刘庄矿已实现稳定生产五年多，目前仍在运行。 5．结论 ①唐山刘庄煤矿煤炭地下气化工程日产量12×104m3以上(后由于其他原因煤气量人为下调)，煤气平均热值4.25MJ／m3，基本达到预期目标。 ②本工程采用长通道、大断面地下气化炉及地面供风、供汽、输气和测试系统均设计合理、操作灵活。 ③井下安全隔离带、密封墙等安全设施，设计合理，质量可靠。 ④本工程采用了多种气化工艺：双火源、正反向气化、压抽结合等提高了煤气质量。 ⑤由于采用了边气化、边充填，有效地控制了气化空间，保证了气化过程的稳定进行，避免了地面塌陷。