煤炭地下气化对地下水资源的影响

煤炭地下气化具有经济、能开采难接近煤层和环境友好等优点,再度成为能源转化与利用技术而兴起．综述了煤炭地下气化技术发展状况及经济和环境效益,煤炭地下气化可能对地下水造成的有机和无机污染,以及污染地下水的修复技术;提出大面积煤炭地下气化时污染物是否会在地下水中聚集、地下水及围岩系统是否能够完全消除污染物等有待进一步研究的课题．     

煤炭地下气化废水中苯酚高效降解菌的筛选

以苯酚为唯一碳源,在40℃条件下以焦化厂活性淤泥和城市污水处理厂活性淤泥为菌源进行高效菌株培养驯化,得到两株苯酚高效降解菌WX和JC,经生理生化鉴定及16Sr DNA测序确定WX为无色杆菌Achromobacter xylosoxidans NBRC 15126(T),JC为绿脓假单胞菌Pseudomonas aeruginosa LMG 1242T。经考察,溶液苯酚质量浓度不超过1 500 mg/L时两种菌96 h苯酚降解率均达到90%以上,苯酚质量浓度为2 000 mg/L时JC及WX在96 h的降解率分别为43.17%、17.37%;两种菌最适生长条件:温度30~40℃、p H值范围6~8、摇床转速120 r/min、投菌量7%~16%;煤炭地下气化模拟废水经两种菌处理96 h后,废水中苯酚等酚类化合物含量均降为0。     

煤炭地下气化模型试验研究

本文介绍了在实验室内进行的两阶段煤炭地下气化法模型试验,主要研究两阶段地下气化法的可行性,以及产出煤气的热值、组份和气化速度等。试验结果表明,两阶段地下气化法是可行的,应用该技术可生产热值较高的煤气。本次模型试验得出的两阶段时间之比,与理论上的计算值基本一致。     

煤炭地下气化发展现状及趋势

依据有关文献和调研资料，对国内外煤炭地下气化的发展历史及现状进行了介绍，例举了国内外一些重要地下气化试验及典型煤气组成和煤气的热值情况．分析了国内外地下气化存在的问题，提出了今后应该发展的方向．     

煤炭地下气化工业性试验

介绍了唐山刘庄煤矿煤炭地下气化工业性试验的气化条件,气化炉结构,测试系统,基本原理及试验结果,并对试验结果进行了分析,地下气化工业性试验的成功,表明我国煤炭地下气化向商业化应用迈进了一大步,进一步证明了长通道大断面两阶段地下气化新技术工艺的合理性及可行性,得到了该工业性试验工艺可以在我国衰老报废矿井中推广应用的结论。     

倾斜煤层煤炭地下气化模型试验研究

为了认识倾斜煤层煤炭地下气化特征和规律性 ,藉助多功能模型试验台 ,对倾斜煤层进行了模型试验研究 .简述了煤炭地下气化多功能模型试验台结构 .介绍了脉动气化、水蒸汽气化、富氧水蒸汽气化及返流气化方法 ,研究了产出的煤气热值、组份和气化速率 ,并对试验结果进行了讨论与分析 .试验结果表明 ,脉动气化在一定程度上可改善煤气质量 ,采用水蒸汽气化方法 ,能够生产高热值水煤气 ,富氧和返流气化未能明显改善出口煤气质量 ,但能够迅速提高气化炉体的温度 .与急倾斜煤层相比较 ,倾斜煤层尚不能提供有效的渗流燃烧的气化条件 ,因而影响着煤气质量的提高     

煤炭地下气化三维渗流数学模型的研究

研究了煤炭地下气化流体非线性能流运动特征,在模型试验的基础上,通过对气化发生炉体风煤层燃烧气化过程中渗流场分布和变化规律的分析,建立了三维非稳定线性渗流数学模型,阐述了主要模型参数的选取方法,用有限单元法对数学模型进行了求解,并对模拟计算结果进行了分析和讨论,计算值和实测值基本相符合,证明了对气化炉的渗流场的数值模拟是可靠的。     

煤炭地下气化技术工艺模型试验研究

研究了一阶段同向和两阶段同向及反向煤炭地下气化方法,探讨了煤炭地下气化的基本原理,介绍了试验台试验、试验系统及试验内容,分析了一阶段同向及两阶段同反向气化工艺的局限性和优越性,阐述了温度场发展过程的一般规律及中高热值地下水煤气的形成原因。试验结果表明：两阶段反向煤炭地下气化方法能获得１２．７０ＭＪ／ｍ＾３以上热值的地下水煤气,与两阶段同向气化方法相比较,进一步提高了气化过程的热效率。     

煤炭地下气化过程灰色预测

煤炭地下气化系统是一个信息部分明确、部分不明确的灰色系统，针对这一问题，建立了煤炭地下气化过程状态参数灰色数列预测模型和系统预测模型；实际应用结果表明，数列预测的误差是在8．92％～14．47％之间，系统预测的误差在0.13％～16．6％之间，而采用等维新息模型，形成等维灰数递补动态预测，可减少预测误差,“灰色预测”模型能够指导操作人员作出定性或定量分析，从而事先调控煤炭地下气化生产过程，实现连续稳定生产。     

煤炭地下气化焦油析出特性

基于煤地下气化模型试验,研究不同气化工艺条件下焦油的产率变化,探讨气化工况对焦油析出特性的影响.结果表明,焦油产率主要受气化温度及水蒸汽注入量影响,气化温度升高及水蒸汽存在强化了焦油的裂解过程.最佳气化工况条件下,煤气有效组分含量最高,焦油产率最低.采用GC-MS对地下气化焦油,地面气化焦油及焦炉高温焦油组分进行对照分析得:地下气化焦油主要由多环芳烃和酚类化合物组成.多环芳烃绝大部分为萘、蒽、菲及其衍生物,酚类化合物主要为苯酚、甲酚、二甲苯酚等低级酚,焦油中脂肪烃及杂原子化合物较少.现场试验与模型试验焦油族组分对比表明,煤气出口温度是影响焦油组成的重要因素,焦油中重组分百分含量随煤气温度降低而降低.与地面气化焦油及焦炉高温焦油组成对比表明,地下气化焦油与地面鲁奇加压气化焦油性质接近.     

在阜新矿区应用煤炭地下气化技术的可行性研究

本文分析了国内和国外发展煤炭地下气化技术的不同点，指出了我国近期煤炭地下气化技术的发展方向，论证了阜新矿区利用该技术开发和利用报废煤炭资源的可行性和必要性，制定了阜新矿区煤炭地下气化的发展规划和工艺技术方案。     

地下煤炭气化发电系统运行特性的试验研究

介绍了山东新汶矿业集团在所辖的两个煤矿井进行的地下煤炭气化工艺流程、气化气态产物的主要成分和热值测定结果．地下煤炭气化的气态产物经过净化后,除了供给矿区25000户居民作为家庭用燃料以外,还作为内燃机发电机组的发电燃料,内燃机发电机组的单机额定发电功率为400kW．实际运行结果表明,机组的发电燃料单耗由于燃烧控制系统不能保证燃料充分燃烧造成气缸积炭而增加了15％～20％．为此提出了地下煤炭气化气体产物有效的净化流程,并对发电机组的运行参数、机组出力的影响规律和地下煤炭气化内燃机发电机组的运行特性进行了研究,得出了地下煤炭气化的气态气化产物的收到基低热值在5．72～16．161MJ／Nm^3范围内,气缸正常运行时的壁温范围为370～420℃．地下煤炭气化内燃机发电机组的正常连续运行时间超过4500h,为地下煤炭气化发电机组的推广应用提供了可靠的技术依据．     

煤炭地下气化热爆炸技术模型实验研究

鉴于我国在倾斜、缓倾斜或近水平煤层中进行地下气化所遇到的实际问题,提出了煤炭地下气化热－温控爆破渗流燃烧技术,简述了热爆炸基本原理,介绍了模型试验台结构、爆破参数设计、测试系统及冷态试验,并对试验结果进行了分析。模型试验结果表明,温控爆破松动作用,提供了气固之间有效燃烧气化所需要的大反应表面,并形成渗流燃烧的气化条件,从而证明了将热爆炸－温控爆破技术应用于煤炭地下气化过程的合理性和可靠性。     

不同煤种地下气化特性研究

在地下气化模型试验及理论分析的基础上，研究了不同煤种的地下气化特性．比较了空气连续气化及纯氧．水蒸汽气化条件下的煤气组成，并从气化煤层升温速率、气化速率、煤气产率、气化效率等方面比较了不同煤种的地下气化特性．试验结果表明，煤种的不同组成决定了空气煤气中CO，H2，CH4含量的不同，鼓风量影响着空气煤气的组成．在适宜的汽氧比条件下，不同煤种纯氧，水蒸汽地下气化均可以获得中热值煤气。对于试验煤种，褐煤具有高的气化活性、气化速率及低的煤气产率，其纯氧-水蒸汽气化效率达87％，最适于地下气化；瘦煤地下气化，气化煤层温度上升缓慢，其气化活性较低，气化速率变化平缓，纯氧-水蒸汽气化效率为74％，但气化过程稳定，且具有高的煤气产率，可以进行地下气化；气肥煤煤层升温速率最快，煤气产率仅次于瘦煤，但在煤挥发分析出后，气化速率减小，气化稳定性变差。     

煤炭地下气化三维非线性动态温度场数值模拟

介绍了煤炭地下气化模型试验条件,通过对气化炉体内燃烧气化煤层温度场分 分析及对边界条件的概化和处理,建立了三维非线性动态温度场数学模型,阐述了模型参数的选取方法。和有限单元方法进行了求解,并对计算结果进行了分析,计算值和实测值的一致性表明对气化炉的煤层介质动态温度场的数值模拟是正确的。从而为进一步对煤炭地下气化过程进行定量研究,提供了必要的理论依据。     

论煤炭地下气化对煤层地质条件的适应性

分析了煤层埋藏深度、厚度、倾斜度、围岩等地质条件对井工法和地下气化法开采的影响，阐述了煤炭地下气化较大的适应性。     

煤炭地下气化燃空区煤层扩展模型与试验研究

通过质量守恒、能量守恒和化学组分平衡描述了煤炭地下气化过程,建立了煤炭地下气化中燃空区煤层扩展的数学模型,根据试验条件进行数值求解。该模型解释了气化过程中煤壁侧向扩展的机理,并通过模型试验结果进行验证。     

煤炭地下气化燃空区煤层扩展模型与试验研究

通过质量守恒、能量守恒和化学组分平衡描述了煤炭地下气化过程,建立了煤炭地下气化中燃空区煤层扩展的数学模型,根据试验条件进行数值求解。该模型解释了气化过程中煤壁侧向扩展的机理,并通过模型试验结果进行验证。     

煤炭地下气化过程稳定控制方法的研究

在煤炭地下气化过程中 ,由于炉内客观条件的不断变化 ,难以建立正常的加热制度和及时正确地控制鼓风气流和煤气的流动 ,从而影响气化过程稳定进行 .针对这一问题 ,在新河和刘庄煤炭地下气化现场试验的基础上 ,研究了三种控制气流的方法 ,即辅助通道供风气化、压抽结合供风气化和反向供风气化 .结果表明 ,这三种控制方法能够降低出口煤气中 CO2 的含量 ,提高煤气热值 ,稳定煤气产量 ,是现场试验和生产过程中实现连续、稳定生产的有效措施     

煤炭地下气化过程(火用)分析

将Yong分析引入煤炭地下气化过程分析当中，建立了煤炭地下气化过程Yong分析模型，研究了煤炭地下气化系统的物料及能量转移规律，分析了唐山刘庄煤矿地下气化过程。结果表明，其系统综合Yong效率为85．18%，外供Yong效率为65．66％，不可逆过程Yong损达到14．82％．与地面气化装置相比，地下气化炉综合Yong效率高于高炉和发生炉，低于焦炉，其Yong损主要来自于燃烧不可逆Yong损和传热不可逆Yong损。