基于低碳经济的煤炭地下气化技术

用数据说明了煤炭地下气化技术开采能耗的低碳化、开采方式的低碳化、热效率的提高以及有利于碳捕获与封存方面的特点,从而论证了其在节能减排中的重要作用。在开采方式中因为CO2的循环利用、减少井巷工程和减少报废矿井煤炭自燃和矸石山自燃、煤与瓦斯共采等优良特性导致其本身就是一种天然的节能减排采煤方式。     

煤炭地下气化安全性分析

煤炭地下气化是在多变的自然环境中进行的，操作复杂，难度较大，因此，必须采取科学的安全措施。针对煤炭地下气化各阶段存在的安全隐患，提出了安全防范措施，并对不同生产时期气化工作面发生爆炸的可能性进行了理论分析。     

煤炭地下气化发展现状

对国内外煤炭地下气化的发展过程及我国近几年来煤炭地下气化的高速发展进行了阐述，分析了今后的发展趋势，针对大同煤矿集团公司薄煤层进行煤炭地下气化开采的实际提出了几个需要解决的问题。     

煤炭地下气化发电技术分析

煤炭地下气化所产煤气为中低热值煤气,用来发电是目前条件下的主要应用。生产中,能够调节气化剂使其产生不同的煤气用以适应不同的需求。介绍了煤炭地下气化发电的3种方式:内燃机发电、整体煤气化联合循环发电和燃料电池发电。煤炭地下气化发电天生具有经济、环境等各方面优势。     

煤炭地下气化技术

介绍了煤炭地下气化技术基础、国内外发展水平，及其在我国的应用，提出了需要继续研究的问题。可供煤炭地下气化工程设计研究参考。     

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。     

煤炭地下气化技术产业化研究

中国煤炭地下气化技术是针对我国国情提出来的新技术,这项技术的我国煤炭地下气化技术产业化奠定了基础,介绍了煤炭地下气化技术产业化的特点,产业化的目标定位和发展领域,提出实现产业化的关键是持续稳定地生产兼价煤气并获得规模效益。为此,应建立示范工程,创办工业园区。认为选择龙口矿务局北皂煤矿和梁家煤矿之间建立示范园区是适宜的。     

我国煤炭地下气化技术现状及发展建议

近年来，我国煤炭行业相继开展了地下气化的实验研究，取得了可喜的成绩，本文对10次地下气化进行了分析、研究，并提出了今后的发展建议。     

华亭煤炭地下气化产气与发电试验研究

为回收华亭原安口煤矿残留煤资源,采用煤炭地下气化技术对残留煤进行二次开采和发电利用,通过空气连续法、空气蒸汽连续法、空气蒸汽两阶段、富氧和纯氧蒸汽连续法等不同注气工艺对残留煤进行了地下气化试验,研究了残留煤在不同气化工艺时的产气和发电特性.结果表明:添加蒸汽和氧气均可提高煤气中有效组分含量和煤气热值;采用连续法和两阶段气化工艺,能够获得热值4.07 ～ 10.69 MJ/Nm3的煤气,可作为2×500 kW燃气发电机组的燃料气.通过气化指标对比分析和现场发电对比试验,确定了低富氧蒸汽连续法(O2体积分数32％)为匹配该燃气发电机组的合理气化工艺.     

煤炭地下气化流体流动模型分析

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,阐述了煤炭地下气化的原理,分析了煤炭地下气化"三带"特征,在对煤炭地下气化流体流动分析的基础上,提出了煤炭地下气化场的数学模型并对其中各项的确定提出了建议.     

焦煤地下气化模型试验研究

为考察煤炭地下气化技术对焦煤的适用性,通过热解试验和地下气化模型试验,测试了焦煤的热解和气化特性.结果表明,焦煤地下气化时气化剂中氧气的最佳体积分数为60％,此时气化效率最高达80％左右,煤气热值在8.36 MJ/Nm3(2 000 kcal/Nm3)左右.但由于焦煤具有较高的黏结性和膨胀性,使得其在地下气化过程中膨胀,析出的胶质体、熔融的煤灰会附着在气化通道的煤壁上阻碍气化剂与煤体的接触,对气化效果带来一定影响.粗煤气和煤气冷凝水中的H2S、HCN、氨氮、苯类、化学需氧量(COD)、挥发酚等污染物含量均超过国家排放标准允许值的几十甚至数百倍,须经过处理后排放.     

煤炭地下气化污染物生成特性模型试验研究

为获得煤炭地下气化污染物析出规律与气化工作面温度的关系,给现场工艺操作提供理论依据,利用煤炭地下气化模型试验平台,研究了涌水量10 L/h、氧体积分数35%条件下污染物析出规律与气化工作面温度、煤气热值等参数之间的关系。研究结果表明:随着气化工作面温度的升高,氨氮的析出量、电导率以及煤气冷凝水的pH值均增大,COD析出量降低;煤气热值的变化与炉内温度场变化一致,最终建立了气化工作面温度带分布与污染物析出量之间的定量关系。     

煤液化方式的技术经济分析

对煤的2种液化方式———直接液化和间接液化,从技术成本、经济节能、环境污染等方面进行了深入探讨和分析比对。通过对比,并根据不同区位实际情况解决煤液化制燃料油途径的最优选择问题。     

双阳煤矿煤炭地下气化的应用研究

煤炭地下气化技术有诸多的优越性,国内外已有不少成功应用的实例,在符合应用的地质条件下,应该大力推广应用.介绍了对吉林省双阳煤矿边缘部分所遗留的煤层所设计的煤炭地下气化炉,该气化炉采用定向钻孔贯通,钻孔法建炉,通过计算可获得较大的经济和社会效益.     

我国废弃煤炭资源的利用——推动煤炭地下气化技术发展

煤炭地下气化是我国废弃煤炭资源开发利用的重要方式,煤炭地下气化制氢是生产洁净能源的重要思路.两阶段地下气化工艺生产的水煤气,H2体积分数可达70％以上,脱除CO2后,可燃气体体积分数高达95％,是目前最廉价的氢气来源.煤气中的CO2分离后可储存于地下燃空区,或用于化工合成、煤层气及石油增产.最后针对目前煤炭地下气化领域中存在的问题提出了相应的解决措施.     

煤炭地下气化炉型及工艺

为探讨不同煤层条件下地下气化炉结构及气化工艺,在模型试验和现场试验的基础上研究了煤炭地下气化有井式和无井式气化炉结构及其工艺参数,形成了有井式“长通道、大断面、两阶段”气化工艺和无井式渗透式气化方法.试验结果表明:空气气化时可获得热值在4.18 MJ/Nm3以上的煤气;富氧气化时,当富氧体积分数由30％上升到80％时,煤气中有效组分(H2+CO+CH4)体积分数由30％上升到60％;两阶段气化第2阶段可生产H2组分体积分数在40％、热值在11.45 MJ/Nm3以上的煤气.无井式渗透式气化通道贯通参数为:当供风压力0.75 MPa、供风流量600 Nm3/h时,贯通速度为0.34 m/d,通道当量直径0.39m,正向供风气化和反向供风气化能获得相同质量的煤气.     

贫瘦煤地下气化模型试验研究

为探索煤炭地下气化技术对贫瘦煤的适用性,在地下煤层模型试验平台上研究了贫瘦煤层的气化特性。结果表明:贫瘦煤层在空气气化下的煤气热值能达到3 404 MJ/m3,优于地下褐煤空气气化所生成煤气的热值;贫瘦煤层在富氧水蒸气气化下,煤气的有效组分和热值随气化剂中氧浓度的增加而增加,氧气体积分数在40%~50%时产生的煤气比较适合用于燃气发电;污染物分析说明煤气冷凝水中部分污染物含量超标。通过对燃空区三维形状及模拟煤层顶板的分析,发现燃空区沿气化通道稳步推进,横向扩展宽度自点火点处的0.86 m缩小至终点的0.43 m;模拟煤层的表土下沉量约占总厚度的6.5%,下沉面积约占煤层总表面积的6.1%左右。