(2014-11-11 09:29:45)
煤炭地下气化技术现状与产业开展分析
煤炭地下气化〔ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＵＣＧ〕是将地下赋存的煤在煤层内燃烧、气化成煤气，输送到地面，作为能源或化工原料，特别适用于常规方法不可采或开采不经济的煤层，以与煤矿的二次或屡次复采，产品气可以经过处理通过管道输送，也可以直接使用煤气发电或化工合成。煤炭地下气化〔ＵＣＧ〕是一门融多学科为一体的综合性能源生产技术，牵涉到地质学、水文学、钻井技术、点火燃烧控制技术、产品气加工利用技术、生态环境保护技术等一系列技术，其复杂程度远超地面气化，这也使其风险程度增加。目前，煤炭地下气化〔ＵＣＧ〕技术在少数国家已经实现了少量的商业化应用，俄、美、英、德国、澳大利亚、日本和中国等国家已不同程度地掌握了该领域的一些关键技术。
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１煤炭地下气化〔ＵＣＧ〕根本原理与相关技术
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１.１根本原理
煤炭地下气化的过程主要是在地下气化炉的气化通道中实现的，整个气化过程可以分为氧化、复原、干
光盘封套馏枯燥３个反响区〔图１〕。从化学反响角度来讲，３个区域没有严格的界限，氧化区、
复原区也有煤的热解反响，３个区域的划分只是说在气化通道中氧化、复原、热解反响的相对强弱程度。经过这３个反响区以后，生成了含可燃组分主要是Ｈ２、ＣＯ、ＣＨ４的煤气，气化反响区逐渐向出气口移动，因而保持了气化反响过程的不断进展，气化通道的煤壁〔气化工作面〕不断燃烧，向前推进，剩余的灰分和残渣遗留在采空区。
１.２关键技术类型
１〕有井式气化技术。该法又称巷道式地下气化炉技术〔图２〕。在开采或废弃的煤矿井中建地下气化炉，以人工掘进的方式在煤层中建立气化巷道，并在进气孔底部巷道筑一道密闭墙〔促使定向燃烧煤层〕，然后便可将密闭墙前面的煤炭点燃气化，从一个井筒鼓风，通过平巷，由另一个井筒排出煤气。
此法只应用于关闭矿井中遗弃资源的回收，须进展井下施工，作业环境和安全性差，这对其应用带来不利。除新奥集团某某地下气化试验外，我国已完成的ＵＣＧ项目以与正在进展前期工作的绝大局部ＵＣＧ项目都是有井式的。
２〕无井式气化技术。该法采用常规的油气钻井技术钻孔〔图３〕，很好地发挥了石油企业的钻井技
术优势，免去了巷道式建地下气化炉的条件限制。相比于“有井式〞气化炉，“无井式〞气化建炉具有工艺简单、建设周期短的特点，适用于整装煤田的大规模地下气化，也可用于深部与水下煤层气化。智能操作票
无井式煤炭地下气化法从地面向煤层打直径１５０～４００ｍｍ、间距１０～４０ｍ的一系列钻孔，两钻孔之间贯穿形成气化通道，点火气化。双孔式气化技术中两孔间的贯穿方法常用的有低压火力渗透贯穿法、高压火力渗透贯穿法、电力贯穿法、水力压裂贯穿法以与定向钻孔贯穿法５种。 １.３产气率与产品气组成
１〕产气率。产气率与煤质、赋存条件以与采用的气化剂种类等有关〔表１〕。一般来说，气化烟煤时，如果采用空气作为气化剂，煤气热值１２００ｋｃａｌ／Ｎｍ３，产气效率大约为３８３０Ｎｍ３／ｔ，假如采用富氧水蒸气作为气化剂，煤气热值２２００ｋｃａｌ／Ｎｍ３，产气效率大约为２１００Ｎｍ３／ｔ。
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２〕产品气的组成。煤炭地下气化产品气的组分与煤阶、气化剂类型以与工程技术等因素相关，与地面煤炭气化产品气组成根本一致，不同煤阶、气化剂所对应的产品气组分如表２所示。
２国内外煤炭地下气化〔ＵＣＧ〕技术开展现状
２.１国外主要技术现状
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１〕前苏联ＵＣＧ技术。前苏联是世界上进展煤炭地下气化试验研究最早的国家，也是地下气化工业应用最成功的国家之一，我国目前比拟先进的煤炭地下气化技术主要是在前苏联技术根底上开展起来的。
前苏联最初试验于１９３３年，到２０世纪６０年代初期，在莫斯科近郊、顿巴斯和库兹巴斯已有５个商业规模的地下气化试验区，利用气化技术已回收了约１５００万ｔ煤，生产煤气超过
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