煤炭地下气化影响因素及评价方法研究进展

煤炭地下气化是保障我国能源安全和煤炭清洁利用的重要潜在方向之一。分析国内外相关成果,对煤炭地下气化原理、影响因素及评价方法进行述评。适宜于地下气化的煤层需要满足的地质条件：厚度大于2 m,倾角小于70°,阻水隔热的顶底板;避开地质构造和水文地质条件复杂的区域。地下气化煤气组分受煤阶、煤质和煤层含水性等地质因素以及气化压力、温度和气化剂类型等工艺因素共同影响。空气气化条件下,随着煤化程度增强,煤气组分中CO含量升高,H₂含量降低,CH₄含量先升高后降低。煤气热值及煤气中CH₄含量随着固定碳含量增加呈现先降低后升高的趋势,随着灰分产率增加呈现先升高后降低的趋势。煤气中CO₂含量与固定碳含量、灰分产率均表现出负相关关系。气化温度和气化剂类型既影响着产气效率、煤气质量及污染物种类与含量,又可使围岩破裂、污染地下水,乃至破坏生物圈、大气圈、水圈和岩石圈生态系统的稳定。     

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。     

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。     

积极推进煤炭地下气化的产业化

简要说明煤炭地下气化技术特点与优越性，介绍国内外进展情况，特别是我国近期的长足发展与突破，提出推进煤炭地下气化技术产业人的10项建议和措施。     

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     

煤炭地下气化中的地质问题

煤炭地下气化是弥补我国天然气供需缺口的多元化途径之一。然而,该项技术历经80余年现场试验目前仍未产业化应用。煤炭地下气化炉的载体为地质体,煤矿床地质禀赋约束了特定地下气化项目的可行性,推进这一过程必须跨越地质风险瓶颈。立足于这一战略需求和基本认识,简要回顾历史并提出问题,从资源禀赋、选址评价、环境安全3个方面评述了国内外关于煤炭地下气化地质因素的认识与进展,提出了推进煤炭地下气化产业化的地质工作建议。分析认为,煤炭地下气化地质工作贯穿于规划布局、炉址选择、气化生产、燃后处理整个过程,系统性地质工作尚不到位是煤炭地下气化长期未能实现产业化的重要原因,需要从战略高度上充分理解我国煤炭资源禀赋对当前地下气化技术的适应性,国外严格的选址"标准"启示我们加大对难采、劣质、零散煤炭资源原位规模性气化技术研究探索的力度,高温因素与静态地质体叠加所潜在环境地质安全问题需要正视并积极应对。基于上述地质思考,建议对煤炭地下气化技术应持谨慎的乐观态度,不宜保守,更不宜盲目,鼓励选择适宜地质条件开展工业性试验探索。将煤炭地下气化作为一项保障国家长远能源安全的战略措施,围绕煤炭地下气化资源评价选区与战略规划、气化炉勘查与选址评价技术、高安全广适性地下气化工艺技术、生产地质动态监测预警技术、地下气化地质保障系列规范5个方面,推进并组织论证和实施"煤炭地下气化地质风险评价与预测关键技术"计划。其中,煤炭地下气化资源评价选区与战略规划是打破目前"难以产业化"僵局的基础,需要立足于我国煤炭资源特性及赋存条件实际,总结国内外地下气化工业性试验经验,建立全国统一的煤炭地下气化资源评价技术准则,评价全国或大区煤炭资源对当前地下气化技术的适应性程度。然后,提出可供分步实施的典型地质条件国家级先导性试验区建议。     

对煤炭地下气化的实践与思考

1引言 1888年俄国化学家门捷列夫设想:"随着时间的推移,这样的时代可能要实现,即煤不从地下开采出来,而是在地下直接转化为可燃气体,……."1979年联合国召开世界煤炭远景会议提出:"发展煤炭地下气化是世界煤炭开采的研究方向."1992年制定的我国科学技术中长期发展纲要,把"完成煤炭地下气化研究试验和建立商业性煤炭地下气化站"定为战略目标和关键技术之一.江泽民主席于1994年5月24日亲自批示:"中国矿业大学煤炭地下气化试验,从煤炭资源的充分利用以及经济效益来讲,值得进一步研究."钱学森院士多次写信给中国矿大主持这项研究的余力教授表示赞赏和鼓励,指出:"等这项试验圆满成功之目,我们的资源概念也将革命了,是真正的新世纪了."国务院及有关部门领导对我国煤炭地下气化也很关注和支持.     

煤炭地下气化H2的产出机理

在煤炭地下气化过程中,制氢原理包括H2O(气态)的分解、地下水分解及地下固相分解等.通过对地下气化实验分析,可知H2更有利于提高煤气的热值,并在工业中实现了所生产的地下水煤气H2含量基本均在50%以上.     

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     

煤炭地下气化的综合利用前景

结合地下气化煤气的基本组成，分析了煤炭地下气化的综合利用前景，并作了相应的经济效益评价。研究结果表明，纯氧-水蒸气地下气化可以生产化工合成原料气，用于合成氨、合成二甲醚及合成油等。两阶段地下气化及纯氧-水蒸气地下气化工艺可以生产高含氢量的水煤气，适于大规模廉价制氢，而煤炭地下气化联合循环发电使地下气化所产煤气可获得最佳利用途径。     

河南郑州新密煤田矿井气化技术开发成功

２０００年７月２２日，河南新密煤田下庄河煤矿“三软”瘦煤煤层“矿井气化”可行性试验在北京通过了国家煤炭局组织的技术鉴定。 河南新密市距省会郑州４０ｋｍ，是全国２００个重点采煤县之一，煤炭占年度财政收入的５０％，１９９６年，新密市地方煤炭的总产量已达９００多万ｔ。受多种因素影响，１９９７年以来，全国煤炭市场疲软，新密市煤炭销售困难。新密市按国家经贸委国家煤炭局“关井压产”工作的要求，乡镇煤矿的数量减少了一半，产量也压了２０６万ｔ，但剩下的中小煤矿怎么办？是还走过去粗放型的路子，还是走高科技振兴企业…