煤炭地下氣化技術(shù)

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1、煤炭地下氣化技術(shù)UndergroundCoalGasification河南省神源煤炭氣化科技發(fā)展有限公司目錄引言31煤炭地下氣化基本原理41.1氧化區(qū)41.2還原區(qū)51.3干餾干燥區(qū)51.4地下氣化爐的類型61.4.1有井式61.4.2無井式71.4.3混合式71.5地下氣化和煤層氣開采的區(qū)別72煤炭地下氣化影響因素72.1氣化爐溫度場82.2鼓風(fēng)速率82.3水涌入速率92.4氣體通道的長度和斷面92.5操作壓力112.6煤層厚度112.7空氣動力學(xué)條件和氣化爐結(jié)構(gòu)112.8煤質(zhì)對氣化的影響123國外煤炭地下氣化技術(shù)的發(fā)展123.1國外技術(shù)發(fā)展133.1.1早期的有

2、井(筒)式氣化工藝133.1.2UCG描述133.1.3貫通技術(shù)143.1.4煤層勘測和模型研究153.1.5氣化過程控制153.1.6環(huán)境影響評價及防治技術(shù)153.2美國的CRIP氣化工藝153.3國外重要UCG項目163.3.1俄羅斯南阿賓斯克氣化站163.3.2美國漢那地下氣化試驗163.3.3美國羅林斯地下氣化試驗173.3.4美國森特雷利亞地下氣化試驗173.3.5比利時圖林煤炭地下氣化試驗173.3.6西班牙特魯埃爾煤炭地下氣化試驗183.4結(jié)論184國內(nèi)煤炭地下氣化技術(shù)的發(fā)展205煤氣綜合利用前景215.1化工合成聯(lián)產(chǎn)225.1.1合成氨

3、225.1.2合成二甲醚225.1.3合成油235.2提取純氫235.3地下氣化煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電245.4經(jīng)濟效益分析255.5幾個工程實例的效益分析266國家對發(fā)展煤炭地下氣化技術(shù)的政策277幾個比較關(guān)心的問題308本公司技術(shù)人員對該項目的研究與發(fā)明專利34引言中國一次能源消費總量中煤炭占65％以上（美國23％），是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國。中國已經(jīng)探明煤炭可采儲量約1900億噸，但總儲量估計可能高達四萬億噸，如果加緊查清資源家底，運用先進科技合理化開發(fā)，可望維持供應(yīng)一百甚至數(shù)百年之久。?中國要初步實現(xiàn)現(xiàn)代化，至少需要人均一個千瓦的電力，以15億人口計，將有

4、15億千瓦的需求，為現(xiàn)有發(fā)電能力的三倍以上。根據(jù)“十六大”提出的到2020年GDP翻兩番，達到四萬億美元的經(jīng)濟發(fā)展目標估計，屆時全國約需發(fā)電裝機容量為8～9億千瓦左右。但來自政府部門的信息顯示，到2020年，預(yù)計水電總?cè)萘靠蛇_1億千瓦，核電總?cè)萘窟_3600萬千瓦。風(fēng)能和生物能都只有約2千萬千瓦，太陽能僅1百萬千瓦，加上其他各種可能資源提供的電力，不到總發(fā)電能力的20％。據(jù)此，今後整個“能源峽谷”時期中國電力供應(yīng)必然主要依靠火力發(fā)電，由于石油、天然氣資源即將見底，除了主要指望煤炭，別無選擇。?近年中國煤炭產(chǎn)量上去了，但技術(shù)裝備和管理水平相當落后，全國采煤機械化程度僅為

5、45％；為數(shù)相當多的小煤礦，技術(shù)手段和開采方式尤其落后，難以保障安全經(jīng)濟運行。?中國煤礦事故頻繁，礦工死亡率是美國的百倍，已成不可承受之痛。據(jù)查全國有安全保障的煤炭生產(chǎn)能力僅為12億噸，去年約有7.5億噸是在不具備安全生產(chǎn)條件下生產(chǎn)出來的，其中相當一部分是非法違規(guī)生產(chǎn)的煤炭。在這種情況下，中國現(xiàn)在年產(chǎn)近20億噸，實際上已經(jīng)大大超過了安全生產(chǎn)容許的極限。?中國煤礦資源極為浪費嚴重，目前資源回收率僅在30%左右，小煤礦回收率只有15%左右，可以比擬為“猴子吃蘋果”——咬一口就扔。估計1980年到2000年，全國煤炭資源浪費280億噸，扔掉的煤炭幾乎是被利用資源的兩倍。長

6、此以往，到2020年，全國將有560億噸煤炭資源被浪費，實際上相當于每年耗用50億噸煤炭。在這種極端粗放型暴殄天物的同時，精查儲量卻一直上不去，不消四十余年，已知可采儲量就會消耗殆盡。煤炭行業(yè)現(xiàn)狀，顯示現(xiàn)行能源戰(zhàn)略部署同客觀需求大有南轅北轍之勢，前景極其堪憂。同時，傳統(tǒng)煤炭開采涉及一系列環(huán)境問題及健康問題，如：地面沉陷，礦工的健康和安全，脫硫、灰塵的污染，廢物（水）的排放等。煤炭加冕第一，不是簡單重復(fù)早年粗放、骯臟、低效的利用方式，必須極大地提高能量轉(zhuǎn)化效率，減少環(huán)境污染，并轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢苑奖氵\用的其他能源形態(tài)，作為充分合理利用寶貴的煤炭資源，維持社會可持續(xù)發(fā)展的必要基

7、本政策。煤炭地下氣化集建井、采煤、地面氣化三大工藝為一體，變傳統(tǒng)的物理采煤為化學(xué)采煤，省去了龐大的煤炭開采、運輸、洗選、氣化等工藝的設(shè)備，具有安全性好、投資少、效益高、污染少等優(yōu)點，深受世界各國的重視，被譽為第二代采煤方法。與傳統(tǒng)采煤和地面氣化相比，煤炭的地下氣化技術(shù)有以下優(yōu)勢：（1）可以回收傳統(tǒng)方法開采不經(jīng)濟和無法開采的煤炭資源；（2）由于煤炭無須人工開采，地下氣化最大限度的減少了礦工的健康和安全問題；（3）減少了地面沉陷，以及固體廢物排放很少；（4）減少了對社會經(jīng)濟的影響；（5）投資省，煤氣成本低。江澤民總書記曾題詞：“煤炭地下氣化試驗，從煤炭資源的充分利用