煤炭地下气化新工艺

介绍了煤炭地下气化的原理，国内外发展概况，简述了煤炭地下气化最新工艺理论体系，以及在此理论指导下，刘庄煤矿煤炭地下气化工业性试验情况。     

煤炭地下气化的原理及发展情况

煤炭地下气化(UCG:underground coal gasification)是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧,通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体或原料气的过程,实现煤炭清洁开采,被誉为新一代采煤方法。本文对UCG技术的原理进行探讨,并对该技术的发展历史和现状进行了梳理。     

长通道大断面两阶段煤炭地下气化工艺的试验研究

在传统的煤炭地下气化试验中，气化炉炉型很小，徐州新河二号井煤炭地下气化半工业性试验采用“长通道大断面两阶段煤炭地下气化”工艺，取得了满意的结果。试验表明，大型炉是煤炭地下气化走向应用的有效途径。     

长通道大断面两阶段煤炭地下气化试验研究

1992年4月，中国矿业大学煤炭地下气化研究中心进行了两阶段煤炭地下气化工艺的模型试验，取得了突破性的成果，其实验结果见表1。     

两阶段煤炭地下气化法

本文分析和研究了借助煤炭两阶段地下气化法提高气化热效率的前景。所述的两阶段地下气化法为第一阶段鼓入水氧气；第二阶段鼓入水蒸气。计算结果表明，煤炭两阶段地下气化可使气化过程的热效率从55～65％提高到80～85％。     

煤炭地下气化技术

介绍了煤炭地下气化的基本原理、应用地质条件、国内外发展概况以及与传统的井工开采煤炭相比的优越性。分析了实施煤炭地下气化所需解决的地下气化炉结构和气化工艺参数的选择、高温条件下煤和岩石物理化学性质的测试、物探测试和监控、大口径定向钻进等关键技术问题 ,提出了我国发展煤炭地下气化技术的对策。     

反向两阶段煤炭地下气化方法的研究

在物料平衡的基础上，建立了两阶段煤炭地下气化方法理想气化参数的计算模型。通过对模型试验结果的分析，指出了该气化方法温度场发展过程的一般规律和中热值地下水煤气的形成原因，从而得到了一些工艺控制参数。反向两阶段煤炭地下气化方法能够获得热值Ｑ＝１２．５６ＭＪ／ｍ３以上的地下水煤气，该煤气由水煤气和干馏煤气组成，与同向两阶段气化方法相比，进一步提高了气化过程的热效率。     

煤炭地下气化初步实践

介绍了进行煤炭地下气化半工业性试验的徐州矿务局卧牛山煤矿（原新河煤矿二号井）的地质条件、气化工业设计和近１０个月的试验效果，提出了今后的设想。     

液压技术在煤炭地下气化中的应用

针对煤炭地下气化工艺控制需要 ,从设计方面阐述液压技术用于控制阀门的可行性 ,为煤炭地下气化工艺控制提供了参考     

利用煤炭地下气化技术 开发高硫无烟煤资源

介绍了煤炭地下气化技术的意义、煤气的利用以及目前应用该技术的新成果 ,简要分析了晋城无烟煤业公司应用该技术开发高硫无烟煤的可行性。     

煤炭地下气化酚污染迁移数值模拟

基于我国西部某煤炭地下气化试验,以气化特征污染物之一--挥发酚为例,建立地下水流运动和污染物迁移数学模型,对气化炉闭炉后的污染物迁移规律进行了数值模拟。结果表明： 20 a 预测期内,挥发酚具有极弱的向煤层隔水顶板上覆咸水含水层的迁移倾向,水动力弥散是其迁移的主要方式;煤层内部挥发酚的迁移只发生在燃空区附近,在气化后20 a,污染晕为以燃空区为中心的椭圆形,长轴方向大约500 m,短轴方向大约300 m,煤层的低渗透性、水力坡度小和介质的吸附作用是阻碍挥发酚在煤层内扩展的主要原因;煤层与含水层之间的水头差、燃空区上下方隔水层的破坏程度和范围以及水动力弥散作用是含水层污染评价的关键因素。地下水污染风险须通过科学选址、气化过程控污、煤层燃空区污染处理等措施进行综合防治。     

鄂庄薄煤层富氧地下气化模型试验

研究了不同富氧浓度下，出口煤气有效组分含量、热值、产气率及热效率的变化规律.试验结果表明：随着氧气浓度的增加，煤气中H₂,CO含量及热值增加，但当O₂浓度大于84%时，煤气中有效气体组分含量及热值上升幅度减小；随着富氧浓度的提高煤气产率下降，气化效率在44.47%～64.91%之间；薄煤层富氧-水蒸汽气化能够连续生产有效气体组分（H₂+CO+CH₄）大于59.56%、热值在8.2 MJ/m3以上的煤气，并能有效地控制气化炉温度，保持煤气组分和热值的稳定.      

煤炭地下气化面临的挑战与技术对策

我国能源结构具有"富煤、贫油、少气"的特点.煤炭地下气化是在原位条件下,通过对煤炭资源进行有控制的燃烧获得气体资源,具有煤炭洁净化利用和低碳能源资源保障两大优势,将成为我国清洁高效现代能源体系发展的重要领域.本文系统总结了国内外煤炭地下气化的发展历程.基于众多实例的剖析,指出全球已开展的煤炭地下气化试验绝大多数都是在浅...     

A remining technology of underground coal gasification at Zhongliangshan Coal Mine

The field trail used a mixture of steam and air with various levels of oxygen enrichment. Steady conditions were achieved in the field trail which produced high quality hydrogen-enriched syngas. To understand and optimize the UCG process, a simplified heat and mass transfer model was presented, providing a predictive tool for temperature and the major constituents of the syngas production. The model is compared with the field trail measurements for air and two levels of oxygen enrichment, showing reasonable agreement for the channel temperature and product syngas concentration profile. Supported by the Cultivation Fund of the Key Scientific and Technical Innovation Project, Ministry of Education of Chinese (02019); Anhui Province Science and Technology Tackling Key Project(08010202058)     

煤炭地下气化污染物析出规律模拟试验研究

以实体褐煤为研究对象,采用多功能热解气化炉模型试验台,于不同温度下进行实体褐煤的热解试验,模拟煤炭地下气化污染物析出过程。结果表明：随着热解温度的升高,氨氮、COD析出量逐渐增加;硫化物开始反应时析出缓慢,650 ℃时急剧增加;吸收液电导率逐渐升高;热解温度低于500 ℃时,吸收液pH<7,热解温度高于550 ℃时,吸收液pH>7。通过模拟煤炭地下气化过程,最终建立了热解温度与污染物的函数关系式。     

煤炭地下气化气化工作面径向扩展探测研究

地球物理方法可以实现燃空区的间接探测,而钻孔探测可以更直接地获得燃空区样品,深入了解地下气化工况及燃空区形貌。依托煤炭地下气化现场试验工程,采用直接钻孔探测及取样,对获取的煤、岩、焦、渣样品进行了元素分析及灰分分析,采用XRD,SEM-EDS对其矿物质组成进行了表征。研究结果表明,高活性褐煤煤层空气气化,气化面的径向扩展宽度小于17 m。在沿主气化通道径向扩展4 m附近,煤层经历了高温气化反应并伴随高温特征矿物质的生成,气化后煤层残炭约为10%,煤层的气化引起了上覆盖岩层的松动与坍塌;距离气化通道径向扩展17 m位置,接近气化传热的边缘,只有上部煤层受到热的影响,煤层顶板未发生变形;在此基础上绘制了燃空区综合形貌图。     

浅析煤炭气化技术及发展趋势

主要阐述了煤炭气化技术的基本原理和过程,并对煤炭气化的一些主要工艺方法作了简要的分析说明。同时对该技术的发展趋势以及发展煤炭气化的必要性进行了相关介绍。     

煤炭地下气化特征污染物迁移行为探测

煤炭地下气化潜在的地下水污染风险,是煤炭地下气化产业化的关键技术及瓶颈技术。采用直接钻探法对我国首个钻孔式地下气化炉进行了燃空区探测,并对不同气化区域的煤、岩、半焦、灰渣样品进行了取样。开展了探测样品的浸出实验,研究了浸出液中特征气化污染物及污染指标挥发酚、氨氮及COD的迁移范围及迁移特征,探讨了污染物的迁移路径。研究结果表明,特征污染物的迁移主要发生在中心气化区内,挥发酚及氨气在煤层顶板内发生了垂直向上的迁移,煤层顶板垮落带及裂隙带是污染物迁移的主要通道。污染物向底板岩层渗透迁移的倾向极低。在气化边界区域,煤层顶板内没有形成污染物迁移通道,未发现污染物向围岩的迁移。气化煤田的科学选址是煤炭地下气化地下水污染防治的重要环节。