0815煤炭地下氣化幾個(gè)基礎(chǔ)性問題的研究-中國能源環(huán)境高峰論壇

煤炭地下氣化幾個(gè)根底性問題的爭論

中國礦業(yè)大學(xué)余力

2023年8月1.前言(UCG簡介〕2.重要性與必要性的論述。2.地下氣化爐方案。3.煤炭地下氣化工藝技術(shù)路線。4.氣化把握問題的爭論。5.CO2減排與燃空區(qū)充填。6.展望。

進(jìn)展煤炭地下氣化技術(shù)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。2023年我國的能源結(jié)構(gòu)，煤占67%，石油占23%，水電占7%，自然氣占3%。2023年我國生產(chǎn)原煤27.95億噸。據(jù)前煤田地質(zhì)總局猜測：我國煤炭的探明儲(chǔ)量10176.45億噸，猜測煤炭資源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。目前我國能源領(lǐng)域消逝的問題

與解題的設(shè)想傳統(tǒng)采煤方法造成的環(huán)境問題與危害?！?7450億元〕石油與自然氣儲(chǔ)量少，50%依靠進(jìn)口，擔(dān)憂全。爭論煤轉(zhuǎn)換石油天燃?xì)饪尚小Ｃ禾康叵職饣夹g(shù)的新成果，煤氣成分比較表。兩階段與催化技術(shù)結(jié)合，氫能技術(shù)的進(jìn)展解決上述的問題。以上所介紹的不同爐型的氣化方案，是繼承了前蘇聯(lián)地下氣化總局主任馬特維也夫所介紹的爐型，見以以以下圖：焦化碹的形成

保證氣化通道不會(huì)被堵塞,

建議由徐州礦大進(jìn)展褐煤焦化碹強(qiáng)度試驗(yàn)地下移動(dòng)式多方位滲流床因素；供氧量，氧化復(fù)原，煤焦化，熱脹力，礦壓等。產(chǎn)物；煤層裂隙，通道,氧化復(fù)原區(qū),化學(xué)熱能等。。煤氣熱值與煤層的傾斜度關(guān)系極大，是最優(yōu)化熱能的利用，是不以人的希望而轉(zhuǎn)移。所以選擇爐址時(shí)應(yīng)特殊重視。.地下氣化爐型

地下氣化爐型，有井與無井兩種形式，區(qū)分在於建爐與排水方案不同。有井式都是在已開采過的煤田中進(jìn)展，煤體在長期礦井排水工藝的作用下，煤體中水份已疏干，受地下水侵害較少，而且煤氣的熱值較高，可達(dá)1300大卡方左右。在點(diǎn)火之前，應(yīng)進(jìn)展氣化爐密封試驗(yàn)，合格后點(diǎn)火。無井式是在處女或深部煤田中進(jìn)展，垂直與水平孔都是在地面上施工，水平孔建議為0.4米，如直徑為0.15米，會(huì)被煤焦油堵死而失敗。無井式地下氣化爐，在生產(chǎn)煤氣時(shí)，應(yīng)承受充填工藝將燃空區(qū)充填密實(shí)，這樣可以將燃空區(qū)中，燃燒后的大塊煤塊與巖塊被泥漿密實(shí)包裝起來，斷絕了污染物向外集中的條件。同時(shí)也可以省去隔離煤柱煤炭資源的鋪張。在含硫較高的煤田氣化時(shí)用鋼管材都會(huì)被煤氣中含有的硫化氫所腐蝕，所以必需要用防腐管材，避開污染環(huán)境。排水是無井式氣化爐成敗的關(guān)鍵。盡力主見用排水設(shè)備，將地下水位下降到煤層底板以下，可排解地下水的干擾。反對承受高壓風(fēng)去頂水，這樣只能將工作面處、外表處的水分子使其不流入工作面內(nèi)，而工作面四周煤體中，照舊含有大量的水，因此防礙了煤的燃燒與貫穿。當(dāng)?shù)叵滤幌陆档矫簩拥装逡院螅m然點(diǎn)火成功，還要利用火力貫穿法，將小直徑通道放大，因此煤氣本錢較高。又因受地下水的吸熱作用，使產(chǎn)出煤氣熱值不超過1000大卡方。

據(jù)了解新奧集團(tuán)下屬有地方煤氣公司77所，每日需要自然氣1500萬方〔每小時(shí)為62萬方〕在將來能源危機(jī)未到來前、建議可以在急傾斜煤層自建地下氣化爐群，并承受多孔一線爐，每小時(shí)產(chǎn)氣量為3萬方，再甲烷化后，可作為人造自然氣所用，因本錢較低，每方不超過一元，可為新奧集團(tuán)制造更好的經(jīng)濟(jì)效益。地下氣化的把握問題1〕供氣量的把握：點(diǎn)火后需進(jìn)展鼓風(fēng)量的標(biāo)定，當(dāng)排出煤氣中含氧量超過1％時(shí)，停頓供風(fēng)，必需把握氧氣的量，以到達(dá)安全利用的目的。2〕增加水蒸汽量的把握：地下氣化爐必定會(huì)有地下水侵入，當(dāng)水量少時(shí)，在爐中須增加水蒸汽量。該量通過實(shí)踐去把握。3〕當(dāng)用富氧增加煤氣熱值：由于該工藝產(chǎn)生的二氧化碳較多，一般狀況下不宜承受，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(shù)進(jìn)展，由于煤炭產(chǎn)生的高溫區(qū)爐溫不能馬上下降，因此測定后的范圍，是新老煤炭燃燒前后的混合體，目前正在爭論解決此難題。5〕燃空區(qū)縱向地層破壞范圍的測定；承受三維地震法測定，由于對燃燒后的地層反射波缺乏爭論，測定后的結(jié)果不抱負(fù)，目前正在爭論此問題。煤炭地下氣化技術(shù)新路線

長通道:進(jìn)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30%以上，同時(shí)提高氣化爐的燃煤量，因此延長了氣化爐的服務(wù)年限，因此降低了煤氣的直接本錢。大斷面：鉆孔與通道直徑要大于0.5米以上，可以滿足大流量的生產(chǎn)任務(wù)，降低通風(fēng)阻力與能耗，大量降低了本錢。兩階段：氣化工藝分為兩階段進(jìn)展，第一階段的任務(wù)，產(chǎn)熱與蓄熱的過程，煤氣的熱值每方超過1300大卡以上，其次階段利用高溫水蒸氣作為氣化劑，水蒸氣在高溫煤層中，進(jìn)展分解可得H2大于66%以上，CH4，CO2，CO在10%左右其熱值在3100大卡以上，可作為化工產(chǎn)品原料氣，這是首創(chuàng)。

地下氣化爐承受兩階段新工藝時(shí)煤氣的組分日月

煤氣成分(%)熱值流量H2COCH4CO2N2(大卡/m3)(m3/h)11-958.293.599.2819.634.212920.6519201058.0318.5915.0813.160.133613.7719001158.3810.3514.3213.383.593453.6314001257.1011.6614.8913.812.503513.38150012-362.0714.4310.1311.072.303293.501650654.2515.7210.6515.264.233140.541810767.0414.976.3011.690.003097.511450870.5112.425.2310.031.003025.811720964.0711.319.9411.133.563243.3119001060.4216.519.5412.520.953252.8715501172.956.078.3012.170.513200.2915201269.1610.329.1010.940.493288.7217501466.1410.7511.9811.100.033484.7015801564.6312.479.6511.701.553271.9918501671.586.1610.0011.920.573291.1116001767.569.479.5012.920.573250.481830

世界煤制氣各種爐型產(chǎn)氣組分分析表

LURGI

K-TTEXACO

KRW

HTW

SHELL

UCG

AirOxygen

CO

15.262.249.243.25361.512.472.87H2

42.126.835.731.833.730.666.61824CO2

30.98.712.217.59.01.79.542130CH4

9.40.45.83.19.0448N2

0.31.31.01.20.84.82.355529.8煤氣熱值

1910267025832772281927633193.69401650CO2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(shí)，將CO2與H2反響，到達(dá)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)充填可杜絕其對地下四周環(huán)境的危害，可杜絕新老爐間安全煤柱資源的鋪張，可杜絕地面塌陷，破壞了土壤資源。MTON2天然氣N2空氣合成氣制造

和調(diào)變合成氣反應(yīng)精品蠟潤滑基礎(chǔ)油柴油調(diào)和油石腦油乙醇低碳醇H2CO甲醇二甲醚O2FT合成NH3煉廠油品精制燃料電池氫源烯烴/芳烴醋酸合成氣中樞煤層氣煤生物質(zhì)含氧化合物L(fēng)PGSNG甲烷化液化氣合成氫發(fā)電廠水H2O合成氣發(fā)電和化學(xué)品多聯(lián)產(chǎn)蒸氣裂解展望依據(jù)前蘇聯(lián)數(shù)十年與中國25年的實(shí)踐閱