煤炭地下气化技术

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1、煤炭地下气化技术UndergroundCoalGasification河南省神源煤炭气化科技发展有限公司目录引言31煤炭地下气化基本原理41.1氧化区41.2还原区51.3干馏干燥区51.4地下气化炉的类型61.4.1有井式61.4.2无井式71.4.3混合式71.5地下气化和煤层气开采的区别72煤炭地下气化影响因素72.1气化炉温度场82.2鼓风速率82.3水涌入速率92.4气体通道的长度和断面92.5操作压力112.6煤层厚度112.7空气动力学条件和气化炉结构112.8煤质对气化的影响123国外煤炭地下气化技术的发展123.1国外技术发展133.1.1早期

2、的有井(筒)式气化工艺133.1.2UCG描述133.1.3贯通技术143.1.4煤层勘测和模型研究153.1.5气化过程控制153.1.6环境影响评价及防治技术153.2美国的CRIP气化工艺153.3国外重要UCG项目163.3.1俄罗斯南阿宾斯克气化站163.3.2美国汉那地下气化试验163.3.3美国罗林斯地下气化试验173.3.4美国森特雷利亚地下气化试验173.3.5比利时图林煤炭地下气化试验173.3.6西班牙特鲁埃尔煤炭地下气化试验183.4结论184国内煤炭地下气化技术的发展205煤气综合利用前景215.1化工合成联产225.1.

3、1合成氨225.1.2合成二甲醚225.1.3合成油235.2提取纯氢235.3地下气化煤气联合循环发电245.4经济效益分析255.5几个工程实例的效益分析266国家对发展煤炭地下气化技术的政策277几个比较关心的问题308本公司技术人员对该项目的研究与发明专利34引言中国一次能源消费总量中煤炭占65％以上（美国23％），是世界上最大的煤炭生产国和消费国。中国已经探明煤炭可采储量约1900亿吨，但总储量估计可能高达四万亿吨，如果加紧查清资源家底，运用先进科技合理化开发，可望维持供应一百甚至数百年之久。 中国要初步实现现代化，至少需要人均一个千瓦的电力，以15亿

4、人口计，将有15亿千瓦的需求，为现有发电能力的三倍以上。根据“十六大”提出的到2020年GDP翻两番，达到四万亿美元的经济发展目标估计，届时全国约需发电装机容量为8～9亿千瓦左右。但来自政府部门的信息显示，到2020年，预计水电总容量可达1亿千瓦，核电总容量达3600万千瓦。风能和生物能都只有约2千万千瓦，太阳能仅1百万千瓦，加上其他各种可能资源提供的电力，不到总发电能力的20％。据此，今後整个“能源峡谷”时期中国电力供应必然主要依靠火力发电，由于石油、天然气资源即将见底，除了主要指望煤炭，别无选择。 近年中国煤炭产量上去了，但技术装备和管理水平相当落后，全国采

5、煤机械化程度仅为45％；为数相当多的小煤矿，技术手段和开采方式尤其落后，难以保障安全经济运行。 中国煤矿事故频繁，矿工死亡率是美国的百倍，已成不可承受之痛。据查全国有安全保障的煤炭生产能力仅为12亿吨，去年约有7.5亿吨是在不具备安全生产条件下生产出来的，其中相当一部分是非法违规生产的煤炭。在这种情况下，中国现在年产近20亿吨，实际上已经大大超过了安全生产容许的极限。 中国煤矿资源极为浪费严重，目前资源回收率仅在30%左右，小煤矿回收率只有15%左右，可以比拟为“猴子吃苹果”——咬一口就扔。估计1980年到2000年，全国煤炭资源浪费280亿吨，扔掉的煤炭几乎是

6、被利用资源的两倍。长此以往，到2020年，全国将有560亿吨煤炭资源被浪费，实际上相当于每年耗用50亿吨煤炭。在这种极端粗放型暴殄天物的同时，精查储量却一直上不去，不消四十余年，已知可采储量就会消耗殆尽。煤炭行业现状，显示现行能源战略部署同客观需求大有南辕北辙之势，前景极其堪忧。同时，传统煤炭开采涉及一系列环境问题及健康问题，如：地面沉陷，矿工的健康和安全，脱硫、灰尘的污染，废物（水）的排放等。煤炭加冕第一，不是简单重复早年粗放、肮脏、低效的利用方式，必须极大地提高能量转化效率，减少环境污染，并转变为可以方便运用的其他能源形态，作为充分合理利用宝贵的煤炭资源，维

7、持社会可持续发展的必要基本政策。煤炭地下气化集建井、采煤、地面气化三大工艺为一体，变传统的物理采煤为化学采煤，省去了庞大的煤炭开采、运输、洗选、气化等工艺的设备，具有安全性好、投资少、效益高、污染少等优点，深受世界各国的重视，被誉为第二代采煤方法。与传统采煤和地面气化相比，煤炭的地下气化技术有以下优势：（1）可以回收传统方法开采不经济和无法开采的煤炭资源；（2）由于煤炭无须人工开采，地下气化最大限度的减少了矿工的健康和安全问题；（3）减少了地面沉陷，以及固体废物排放很少；（4）减少了对社会经济的影响；（5）投资省，煤气成本低。江泽民总书记曾题词：“煤炭地下气化试

8、验，从煤炭资源的充分利用