O2/CO2煤炭地下气化模型试

利用O2/CO2作为气化剂进行煤炭地下气化,不仅能够提高煤气中有效组分的含量和CO/H2比例,而且煤气脱碳后适合用于合成甲醇或液化天然气（LNG）。为考察O2/CO2地下气化的可行性,通过模型试验在模拟煤层中进行不同O2/CO2比的气化试验,考察不同CO2浓度气化下的煤气组分特征、温度场分布、燃空区立体形状以及污染物析出情况。试验表明：CO2体积分数为40%~50%时,煤气中的CO和H2的含量均在25%左右,CO2的含量小于50%。与已有的富氧空气地下气化模型试验结果相比,在气化剂中的CO2能够抑制地下气化过程中CO2的生成,O2/CO2气化下的温度场相对较低,气化过程中煤层的最高温度也只有1 200 ℃,对煤气有效组分的生成比较有利。最终的燃空区3D形状符合一般燃烧扩展规律,试验过程中还监测了硫化氢、氨气和焦油等污染物的析出量。     

废碱液同时吸收CO2和H2S方法与传质模型的研究

提出并研究了利用工业废碱液对地下气化煤气中CO2和H2S进行同时吸收的新方法。分析了碱液吸收CO2和H2S的基本原理,并建立了碱液吸收CO2和H2S的传质模型,在模型实验和数值模拟的基础上,研究了H2S的存在对碱液吸收CO2的影响,通过研究发现,在适宜的碱液浓度及液气比条件下,CO2的脱除效率可达60％以上,当CO2脱除率为58％,80％或大于90％时,煤气热值可分别提高12．3％,17．7％和20％以上,计算结果表明,数值模拟值与实验值基本一致。     

KDON-800/1000型空分设备在煤炭地下气化工艺中的应用

在煤炭地下气化工艺中,为了获得低氮中高热值的煤气,在国内首次将KDON-800/1000型空分设备应用于煤炭地下气化工艺。将体积分数为99.6%的纯氧与水蒸气配合制备气化剂,生产出热值为9.0 MJ/m3以上的低氮中热值煤气,可作为发电的原料气,并为煤化工的低成本捕集利用CO2打下了基础。     

煤炭地下气化技术进展

介绍了煤炭地下气化原理及实现过程,建立了煤炭地下气化技术体系,总结了煤炭地下气化技术研究现状,并指出了其发展趋势和应用前景。研究结果表明,空气气化时可获得热值在4.18MJ/Nm~3以上的煤气,该煤气可用于工业锅炉燃烧和发电;富氧气化随着富氧浓度的提高,煤气中有效组分(H_2+CO+CH_4)增加,当氧气浓度达到80%时,煤气中有效组分可达到60%以上,富氧煤气可作为化工合成的原料气;控制注气点后退地下气化工艺是煤炭地下气化产业化的技术方向。     

CO_2捕捉与地质封存及泄漏监测技术现状与进展

本文介绍了CO2的捕捉和地质封存技术以及CO2封存后的环境监测技术。CO2捕捉主要包括燃烧前捕捉、燃烧后捕捉、富氧燃烧捕捉。捕捉之后需要将CO2运输到适合的地点进行封存。CO2封存技术主要包括地质封存、深海封存和矿石碳化技术。以地质封存技术为主,基于对其封存方法的分析,详述了不同地质构造(废弃油气田、地下盐水层、废弃煤层)埋存CO2后在地下的状态和不同发展阶段。CO2地下封存完成后,需要长期在地表监测泄漏情况,这也是CCS技术能够成功的关键之一,本文对相关技术的现状与进展进行了介绍。     

松辽盆地南部CO2气藏成因及主控因素分析

松辽盆地南部CO2气分布特征、成因及主控因素的分析结果表明,CO2气主要分布在泉头组的泉三段、泉四段和营城组中,为幔源火山成因气,其形成主要受控于中基性岩浆岩、深大断裂及后期构造活动。根据CO2气的成因及主控因素,提出了CO2气的成藏模式,在此基础上,预测长深6井区、德深5井区、乾安西、长岭地区为下步CO2气勘探的有利目标。     

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。     

煤焦气化反应及硫的析出特性分析

对来自河津、伊泰及灵石的3种煤焦与CO2和水蒸气在气化反应中的反应特性及硫的析出特性进行了研究,并对气化硫析出的2种主要产物H2S和COS进行监测分析。结果表明:在CO2气氛和水蒸气气氛中3种煤焦的气化反应性由大到小依次为伊泰煤焦、灵石煤焦、河津煤焦,且随着气化温度的升高煤焦的气化反应性增加,同时由于水蒸气要比CO2气化反应产生活性位的数量多,使得煤焦的水蒸气气化反应性高于CO2气化反应性。在CO2气化过程中,由于生成的CO气体量多,煤焦中的硫大部分以COS的形式逸出到气相中,几乎没有H2S生成;而在水蒸气气化过程中,煤焦中的硫以H2S形式逸出到气相中,没有检测到COS的生成,这主要是因为在还原剂存在的条件下煤焦中各种形态的硫都可被还原为H2S。     

煤层储存二氧化碳的研究进展

中国煤炭和煤层气资源储量丰富,煤层分布广泛,适宜CO2地下储存.煤层储存CO2可有效地减少CO2排放量,同时增加煤层气可开采量,降低CO2地下储存的成本.介绍了国内外关于煤层储存CO2在吸附理论、煤质特征、环境影响和实际工程应用等方面的研究进展.     

洛基山煤炭地下气化现场试验物料及能量平衡分析

本文介绍了用氧的平衡去估计焦炭的积累量，但对于加氧和水蒸汽的地下气化来说．利用氮的平衡可得到更好的结果。物料平衡和能量平衡可用于估计自由水的涌入以及覆盖层的热对气化过程的影响。干燥煤气中CO2摩尔百分数的微小变化，可引起煤气燃烧热、热损失以及产品潜热与显热之间能量分布的大幅度波动。从一个简单的气化炉模型得出，流过焦炭堆而到达空白区中与煤气发生燃烧的氧化剂量的微小变化，将使CO2含量发生很大的变化．最后，对在气化过程中CRIP模型的煤气温度保持为常数，而ELW模型的煤气温度却随时间而变化的实验结果进行了解释。     

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.     

基于测氡法的煤层注气(CO_2)后运移监测

通过对注气(CO2)压裂后煤层中氡析出、运移产生影响的研究,探讨测氡法在煤层注气后CO2运移监测的可行性。运用趋势面分析法对测氡法探测结果进行分析,结果表明:煤层注气(CO2)压裂,有利于增加煤层的射气系数,从而在地面形成可观测的氡值异常;CO2在低变质煤层中的运移受煤层走向的影响,容易沿煤层走向方向发生运移。活性炭能谱测氡法可以作为监测注气后CO2运移的方法。     

新奥无井式煤炭地下气化试验进展及产业化规划

新奥无井式煤炭地下气化的研究进展及成果为其开展地下气化制液化天然气(UCG-LNG)奠定了基础,基于此,从技术和经济角度分析了利用O2/CO2作为气化剂进行煤炭地下气化生产用于合成液化天然气(LNG)的原料煤气的可行性.经核算,年产2亿Nm3 LNG的地下气化制液化天然气项目所需总投资约为11.6亿元,投资回收期约7年,内部收益率约19.3％.通过内部收益率对液化天然气产量和售价的敏感性分析显示,在产量或售价下降10％的情况下,项目仍有盈利空间.     

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。     

CO_2灭火技术在处理煤矿火灾中的应用

介绍CO2灭火在解决煤矿火灾中的一些新技术,特别是液态CO2灭火技术,气液混注,先注CO2惰化灾区,再远距离封闭火区及在保证正常通风情况下动态CO2灭火技术的研究思考。     

煤炭地下气化过程中CO_2回填减排工艺探讨

全球气候变暖是目前人类面临的最为严峻的全球问题之一,而CO2作为最主要的温室气体之一,其减排也受到了越来越多的重视。文章从地下气化的化学反应过程总结了气化过程中CO2的化学反应特性以及影响CO2化学反应过程的气化因素,理论上分析了把CO2作为气化剂回填到反应区达到减排目的的可行性。     

华亭煤地下气化与固定床气化指标对比研究

 摘要：对比分析了空气蒸汽连续法气化工艺条件下华亭煤现场实测所得的地下气化指标与采用综合计算法模拟得到的固定床气化指标。结果表明,固定床气化所得到的高热值气体量（如CH4、CO）大于地下气化所得量,固定床气化碳进入煤气的转化效率要高于地下气碳转化效率。推测地下气化过程中,地下水参与了气化的反应,并导致地下气化所得的氢气量大于固定床气化所得量。     

CO2相变爆破致裂增透裂纹扩展数值模拟研究

为探究CO2相变爆破致裂在不同孔间距中的扩展趋势以及在煤层气开采中的应用价值,在贵州省安顺宏发煤矿开展CO2相变爆破致裂试验,对比LS-DYNA裂纹扩展数值模拟结果.研究表明:现场试验中相同条件下,钻孔间距10 m CO2相变爆破致裂效果最佳,且经过CO2相变爆破增透致裂后,煤层的透气性系数可以达到原煤层的3倍左右.软...     

天津南部煤层富氧-海水地下气化模拟试验研究

为了获取天津南部地区煤层地下气化最佳工艺参数,利用O2-CO2-海(清)水作为气化剂开展了煤炭地下气化模拟试验,研究了不同富氧浓度(40%～纯氧)气化参数的函数变化规律以及海水的催化作用,并根据质量守恒定律对最佳富氧浓度下煤炭地下气化模拟试验数据进行矫正,推算出现场生产出口煤气的参数。试验结果表明:天津南部地区煤层利用海水进行地下气化的最佳富氧浓度为80%,煤气组分H2体积分数为31.38%、CO为34.4%、CH4为5.03%、热值为9.6 MJ/Nm3;富氧浓度低于80%时,生产煤气中有效组分含量及热值与富氧浓度呈正相关;富氧浓度大于80%时,随着富氧浓度增加,有效组分含量及热值均呈缓慢下降趋势;海水气化有助于提高煤气热值和有效组分的含量,与清水气化相比分别提高18.62%和6.88%。     

高炉喷吹煤气的煤造气富氢试验

为克服高炉喷煤系统带来的一系列负面影响,使高炉生产更加顺行和降低能耗,提出了高炉喷煤新工艺,即以富氢煤气代替煤粉从风口喷入高炉,从而更高效节能的炼铁生产。主要研究不同气化剂对产出煤气成分的影响,为造气炉实际生产提供参考依据。试验采用高温炉对煤样进行分阶段试验,改变气化剂的配比,收集气体并用红外线气体分析仪检测煤气成分。结果表明:当气化剂为空气时,煤气中的CO和H_2浓度都比较低;气化剂中加5%的H_2O和CO_2后,煤气中还原气体(CO+H_2)的浓度几乎达到最高,煤气中H_2浓度达到最大,继续提高气化剂中CO_2浓度,煤气中CO浓度会继续升高,煤气中H2浓度会逐渐降低;提高气化剂中H_2O的含量后,煤气中的CO和H_2浓度都有所提高;提高气化剂中的O_2含量到90%,且N_2含量降到0%,煤气中CO浓度会持续升高,CO_2浓度也有所提高,但是煤气中H_2浓度会逐渐下降。