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(wú)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(chǎng)82.2鼓風(fēng)速率82.3水涌入速率92.4氣體通道的長(zhǎng)度和斷面92.5操作壓力112.6煤層厚度112.7空氣動(dòng)力學(xué)條件和氣化爐結(jié)構(gòu)112.8煤質(zhì)對(duì)氣化的影響123國(guó)外煤炭地下氣化技術(shù)的發(fā)展123.1國(guó)外技術(shù)發(fā)展133.1.1早期

2、的有井(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(cè)和模型研究153.1.5氣化過(guò)程控制153.1.6環(huán)境影響評(píng)價(jià)及防治技術(shù)153.2美國(guó)的CRIP氣化工藝153.3國(guó)外重要UCG項(xiàng)目163.3.1俄羅斯南阿賓斯克氣化站163.3.2美國(guó)漢那地下氣化試驗(yàn)163.3.3美國(guó)羅林斯地下氣化試驗(yàn)173.3.4美國(guó)森特雷利亞地下氣化試驗(yàn)173.3.5比利時(shí)圖林煤炭地下氣化試驗(yàn)173.3.6西班牙特魯埃爾煤炭地下氣化試驗(yàn)183.4結(jié)論184國(guó)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.

3、1合成氨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(jì)效益分析255.5幾個(gè)工程實(shí)例的效益分析266國(guó)家對(duì)發(fā)展煤炭地下氣化技術(shù)的政策277幾個(gè)比較關(guān)心的問(wèn)題308本公司技術(shù)人員對(duì)該項(xiàng)目的研究與發(fā)明專利34引言中國(guó)一次能源消費(fèi)總量中煤炭占65％以上（美國(guó)23％），是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。中國(guó)已經(jīng)探明煤炭可采儲(chǔ)量約1900億噸，但總儲(chǔ)量估計(jì)可能高達(dá)四萬(wàn)億噸，如果加緊查清資源家底，運(yùn)用先進(jìn)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(guó)要初步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，至少需要人均一個(gè)千瓦的電力，以15億

4、人口計(jì)，將有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(dá)到四萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)估計(jì)，屆時(shí)全國(guó)約需發(fā)電裝機(jī)容量為8～9億千瓦左右。但來(lái)自政府部門的信息顯示，到2020年，預(yù)計(jì)水電總?cè)萘靠蛇_(dá)1億千瓦，核電總?cè)萘窟_(dá)3600萬(wàn)千瓦。風(fēng)能和生物能都只有約2千萬(wàn)千瓦，太陽(yáng)能僅1百萬(wàn)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(gè)“能源峽谷”時(shí)期中國(guó)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(wú)選擇。?近年中國(guó)煤炭產(chǎn)量上去了，但技術(shù)裝備和管理水平相當(dāng)落后，全國(guó)采

5、煤機(jī)械化程度僅為45％；為數(shù)相當(dāng)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(jì)運(yùn)行。?中國(guó)煤礦事故頻繁，礦工死亡率是美國(guó)的百倍，已成不可承受之痛。據(jù)查全國(guó)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(lái)的，其中相當(dāng)一部分是非法違規(guī)生產(chǎn)的煤炭。在這種情況下，中國(guó)現(xiàn)在年產(chǎn)近20億噸，實(shí)際上已經(jīng)大大超過(guò)了安全生產(chǎn)容許的極限。?中國(guó)煤礦資源極為浪費(fèi)嚴(yán)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(jì)1980年到2000年，全國(guó)煤炭資源浪費(fèi)280億噸，扔掉的煤炭幾乎是

6、被利用資源的兩倍。長(zhǎng)此以往，到2020年，全國(guó)將有560億噸煤炭資源被浪費(fèi)，實(shí)際上相當(dāng)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(shí)，精查儲(chǔ)量卻一直上不去，不消四十余年，已知可采儲(chǔ)量就會(huì)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(shì)，前景極其堪憂。同時(shí)，傳統(tǒng)煤炭開采涉及一系列環(huán)境問(wèn)題及健康問(wèn)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(jiǎn)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\(yùn)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

7、持社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必要基本政策。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(yùn)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(diǎn)，深受世界各國(guó)的重視，被譽(yù)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(shì)：（1）可以回收傳統(tǒng)方法開采不經(jīng)濟(jì)和無(wú)法開采的煤炭資源；（2）由于煤炭無(wú)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(wèn)題；（3）減少了地面沉陷，以及固體廢物排放很少；（4）減少了對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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

8、驗(yàn)，從煤炭資源的充分利用