地下煤氣化技術

1、LOGO 地下煤氣化技術地下煤氣化技術楊麗婷楊麗婷 20103731 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 前言前言 發(fā)展地下煤氣化技術的重要性與必要性發(fā)展地下煤氣化技術的重要性與必要性 地下煤氣化技術類型地下煤氣化技術類型 我國地下煤氣化技術研究與發(fā)展現(xiàn)狀我國地下煤氣化技術研究與發(fā)展現(xiàn)狀 煤地下煤氣化技術新路線煤地下煤氣化技術新路線 地下氣化的控制問題地下氣化的控制問題 CO2減排與燃空區(qū)充填減排與燃空區(qū)充填前言前言 煤炭地下氣化是一種融多學科為一體的綜合性能源生產(chǎn)新技術，屬第二代采煤方法，其任務是將地下煤炭資源原地轉化為可燃氣體。它將建井、采煤、氣化三大工藝結合起來，將物理采煤變?yōu)榛瘜W采煤，即把高分子固體煤轉

2、變?yōu)榈头肿咏Y構的可燃氣體，因而具有安全性好、投資少、效率高、污染少、效益高等優(yōu)點。 受目前技術的限制，地下氣化煤氣在組分、熱值、穩(wěn)定性上無法與地面煤氣或天然氣相媲美，而煤炭地下催化氣化工藝可以加快地下氣化速度，改善地下氣化煤氣組分，提高煤氣熱值和氣化過程的熱效率，降低煤氣中硫、焦油含量，這對煤炭地下氣化工程將具有非常重要的影響本文研究了采用高壓霧狀催化劑水蒸氣帶入裝置，將以鈣基化合物為主的催化劑帶入地下氣化爐進行煤炭地下催化氣化的效果發(fā)展煤炭地下氣化技術的重要性與必要性發(fā)展煤炭地下氣化技術的重要性與必要性煤是我國能源的主體，可長期保證我國能源的自主安全供給。2002年我國的能源結構，煤占67%

3、，石油占23%，水電占7%，天然氣占3%。 2008年我國生產(chǎn)原煤27.95億 噸。據(jù)前煤田地質總局預測：我國煤炭的探明儲量10176.45億噸，預測煤炭資源45521.04億噸。我國煤資源豐富，可長期（幾百年內(nèi)）保證我國能源的自主供給。煤炭地下氣化技術類型煤炭地下氣化技術類型 煤炭地下氣化技術類型煤炭地下氣化技術類型 煤炭地下氣化是在地下氣化爐的條件下進行的，該技術目前主要有兩種類型。 一是巷道式地下氣化爐技術一是巷道式地下氣化爐技術 就是在開采或廢棄的煤礦井中建地下氣化爐，以人工掘進的方式在煤層中建立氣化巷道，并在進氣孔底部巷道筑一道密閉墻（促使定向燃燒煤層），然后便可將密閉墻前面的煤炭點

4、燃氣化。此種方式中的單套地下氣化爐由氣化通道進氣孔、輔助孔和出氣孔組成，氣化通道在同一煤層內(nèi)連通各孔，但由于受煤層地應力和溫度制約，因此人工豎井部分深度有限。二是鉆井式地下氣化爐技術二是鉆井式地下氣化爐技術 即采用常規(guī)的油氣鉆井技術，鉆一口普通的長裸眼水平，與另外的兩口直井在同一煤層內(nèi)連通。單套地下氣化爐仍由氣化通道、進氣孔、輔助孔和出氣孔等組成。 施工時，先將進氣孔底部的氣化穴中的煤炭點燃，鼓入氣劑，連續(xù)使煤炭氣化，同時由輔助孔鼓入氫氣，氣化通道內(nèi)會形成氧化帶、還原帶和干餾干燥帶。國外大多采取此種技術。遼河油田在2005年成功建成了我國首座鉆井式地下氣化爐。 此次示范項目就是采用這種煤炭氣化

5、方式。很好地發(fā)揮了石油企業(yè)的鉆井技術優(yōu)勢，免去了巷道式建地下氣化爐的條件限制。但因鉆井井徑受限，制約了單套爐的氣化規(guī)模，有待進行單套爐多進氣孔、多氣化通道、多出氣孔、大井眼鉆進和擴眼完井等技術攻關。我國煤炭地下氣化技術研究與發(fā)展現(xiàn)狀我國煤炭地下氣化技術研究與發(fā)展現(xiàn)狀 我國從開展地下氣化工程以來，就采取了適合國情的有井方式。1958年到1962年，我國先后在大同、皖南、沈北等許多礦區(qū)進行過自然條件下煤炭地下氣化的試驗，取得了一定的成就。我國還在黑龍江伊蘭煤礦、00000三礦、新密煤田下莊河煤礦進行了礦井式氣化方法的試驗研究，取得了可喜的成果。 中國礦業(yè)大學1985年開始進行煤炭地下氣化的研究，使

6、煤炭地下氣化技術在我國具備了一定的技術基礎，但是現(xiàn)場試驗表明，由于煤層賦存條件的不同，要達到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的要求長期、連續(xù)、穩(wěn)定、大規(guī)模生產(chǎn)和應用，還存在著一些技術問題，主要包括： 1.燃空區(qū)動態(tài)監(jiān)測及對產(chǎn)氣穩(wěn)定性的影響； 2.工藝參數(shù)定量化； 3.有害物質轉化機理及控制。煤炭地下氣化技術新路線煤炭地下氣化技術新路線 長通道長通道 :進出氣孔之間的距離，越長越好，可以獲得氣化進出氣孔之間的距離，越長越好，可以獲得氣化 與干餾煤氣之和，提高煤氣熱值在與干餾煤氣之和，提高煤氣熱值在30%以上，同以上，同 時提高氣化爐的燃煤量，因此延長了氣化爐的服時提高氣化爐的燃煤量，因此延長了氣化爐的服 務年限，因此

7、降低了煤氣的直接成本。務年限，因此降低了煤氣的直接成本。大斷面大斷面：鉆孔與通道直徑要大于：鉆孔與通道直徑要大于0.5米以上，可以滿足大米以上，可以滿足大流量的生產(chǎn)任務，降低通風阻力與能耗，大量降低了成本流量的生產(chǎn)任務，降低通風阻力與能耗，大量降低了成本。兩階段兩階段：氣化工藝分為兩階段進行，第一階段的任務，產(chǎn)：氣化工藝分為兩階段進行，第一階段的任務，產(chǎn)熱與蓄熱的過程，煤氣的熱值每方超過熱與蓄熱的過程，煤氣的熱值每方超過1300大卡以上，大卡以上，第二階段利用高溫水蒸氣作為氣化劑，水蒸氣在高溫煤層第二階段利用高溫水蒸氣作為氣化劑，水蒸氣在高溫煤層中，進行分解可得中，進行分解可得H2大于大于66

8、%以上，以上，CH4，CO2，CO在在10%左右其熱值在左右其熱值在3100大卡以上，可作為化工產(chǎn)品原料大卡以上，可作為化工產(chǎn)品原料氣，這是首創(chuàng)。氣，這是首創(chuàng)。地下氣化的控制問題地下氣化的控制問題 地下氣化的控制問題地下氣化的控制問題 1 ） 供氣量的控制：點火后需進行鼓風量的標定，當排出煤氣中含氧量超過1時，停止供風，必須控制氧氣的量，以達到安全利用的目的。 2） 增加水蒸汽量的控制：地下氣化爐必然會有地下水侵入，當水量少時，在爐中須增加水蒸汽量。該量通過實踐去控制。 3 ）當用富氧增加煤氣熱值：因為該工藝產(chǎn)生的二氧化碳較多，一般情況下不宜采用，為提高爐溫特殊條件下可以考慮。 4） 燃空區(qū)平面寬度的測定：利用測氡技術進行，因為煤炭產(chǎn)生的高溫區(qū)爐溫不能立即下降，因此測定后的范圍，是新老煤炭燃燒前后的混合體，目前正在研究解決此難題。 5） 燃空區(qū)縱向地層破壞范圍的測定；采用三維地震法測定，因為對燃燒后的地層反射波缺乏研究，測定后的結果不理想，目前正在研究此問題。CO2減排與燃空區(qū)充填減排與燃空區(qū)充填 一 通過氣化工藝，降低CO2含量 二 合成化工產(chǎn)品時，將CO2與H2反應，達到零CO2排放 三 利用堿性溶液吸附CO2，作為充填燃空區(qū)的材料燃空區(qū)充填燃空區(qū)充填 燃空區(qū)充填可杜絕其對地下周圍環(huán)境的危害，可杜絕新老爐間安全煤柱資源的浪