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。     

煤炭地下气化“三带”痕量元素析出规律模拟试验研究

分别采用燃煤灰、气化灰、热解半焦模拟煤炭地下气化“三带”（氧化带、还原带、干馏干燥带）残留物,分析其浸出液中汞、砷、氟、铬、铅5种痕量元素分布特征,并与原煤进行对比,考察其对地下水可能造成的潜在污染风险。研究结果表明,“三带”残留物及原煤的浸出液中5种痕量元素总含量排列次序为：干馏干燥带＞氧化带＞还原带＞原煤,且各元素浸出量均符合煤炭工业污染物排放标准GB 20426-2006;其中,铅元素浸出量排列次序为：干馏干燥带＞原煤＞氧化带＞还原带,浸出量差别不大且均很小,平均浸出量仅为0.003 0 mg/L;砷元素浸出量排列次序为：氧化带还原带＞干馏干燥带＞原煤,氧化带残留物浸出量最大,为0.145 0 mg/L,是最小浸出量（原煤）的63倍;氟化物浸出量排列次序为：干馏干燥带＞氧化带＞还原带原煤,且浸出量远远大于其他重金属元素,平均浸出量是其他重金属元素的476倍;Hg和Cr的浸出量为0。     

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。     

天津地区煤炭地下气化过程中典型污染物富集特征研究

在煤炭地下气化模型试验的基础上,研究了天津市静海地区煤炭在地下气化过程中多环芳烃和Pb、Zn、Cd、As等有代表性的有机物和微量元素的富集特征,探讨了其反应机理,并制定相应的防治对策。试验表明:多环芳烃主要分布于地下燃空区与地面煤气冷凝水中,不同工况多环芳烃的含量不同,空气气化>2个进气列并列气化>富氧气化>闭炉停气>背景值;微量元素Pb和Zn有向还原区灰渣富集的特性,而Cd和As则向干馏干燥区灰渣富集的较多。     

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。     

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。     

阜新煤炭地下气化试验

文章介绍了在阜新矿区王营子煤矿进行的小规模煤炭地下气化实验情况 ,王营矿由于井深、压力大、地质条件复杂、自然灾害严重、吨煤成本高等因素 ,造成煤炭开采亏损严重。通过阜新煤田长焰煤地下气化工业型试验 ,为煤炭地下气化提供了实验数据 ,为其规模工业化提供了基础 ,加速了其商业化进程。     

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。     

煤炭地下气化典型有机物热解产出研究

煤炭地下气化过程中尤其是干馏干燥区,热解产生的大量有机物,会对周围含水层造成潜在的污染风险,严重制约煤炭地下气化的产业化发展。通过对煤样进行200～600℃不同终温下慢速热解,模拟气化通道干馏干燥区无氧条件下的热解反应实验,探究煤热解产生典型有机质种类及含量的变化规律。研究表明,热解温度为200℃时,热解产物中含氧化合物含量最高,高达36.19%,随着温度升高,其含量变化较小;酚类化合物随着热解温度的升高而增多,600℃时含量达到17.97%;芳香烃化合物在原煤中含量较高,温度高于300℃时开始大量释放,占热解总产物的比重较高;在300℃时热解产生了大量脂肪烃化合物,随着温度继续升高其含量不断下降,600℃时脂肪烃含量下降至总产物的10%左右。     

煤炭地下气化模型试验研究现状与发展

为探索模型试验在煤炭地下气化研究中的作用,阐述了煤炭地下气化模型试验气化炉的结构特征、燃空区扩展规律及气化工艺.研究结果表明,模型气化炉虽不能完全模拟地下煤层赋存条件,但可在煤层和岩层中设置温度、压力、组分和应力等测点,获得现场难以测得的温度场、压力场、浓度场和应力场等物理场;可对不同赋存条件下煤层的燃空区扩展形状及规律展开直观研究;气化工艺模型试验不仅可获得与现场试验相同的工艺参数,也可开展煤炭地下气化过程中污染物析出与迁移规律的研究,并用于现场生产.最后,提出了模型试验的发展方向.     

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.      

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     

煤炭地下气化新工艺

针对传统的煤炭地下气化工艺的缺点 ,提出采用“长通道、大断面、两阶段”的气化新工艺 ;同时介绍了新工艺的特点     

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...     

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。     

煤炭地下气化火焰工作面移动速度的研究

在煤炭地下气化试验中,火焰工作面的移动速度是影响其产气过程连续稳定进行的关键因素之一,鉴于此,在模型试验的基础上,对火焰工作面的移动速度进行了定量研究,建立并推导出了火焰工作面移动匠数学模型表达式,并进行了计算和分析,分别讨论了火 焰工作面的移动速度与供氧量和煤粒粒径的关系,计算值和模型测定值、现场试验探测值的一致性,表明对地下气化炉中火焰工作面移动速度的模拟是正确的,从而,可进一步实现对现场试验燃烧带移动状态的预测,并为煤炭地下气化过程工艺技术方案的实施与控制,提供了必要的理论依据。