国内外煤炭地下气化技术发展现状

第2 8卷第 6期2 O O 9年 6月

煤

炭

技

术

Vo 1 . 2 . 8 . N o . 0 6

Co a l Te c h n o l o m

J u n。 2 0 0 9

国内外煤炭地下气化技术发展现状刘宁宁，邱亮亮，敬摘

毅

(中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州 2 2 1 1 1 6 )

要：煤炭地下气化技术作为第二代采煤法有广泛应用前景，值得深入研究。分析了煤炭地下气化所涉及的气

化炉设计、选择及贯通技术，详细介绍了煤炭地下气化技术在我国及世界主要产煤国家的发展现状及技术进展。关键词：地下气化；气化炉；贯通；发展现状中图分类号： r F D 8 4 4 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 8—8 7 2 5 ( 2 0 0 9 ) 0 6—0 0 0 5— 0 3

P r e s e n t D e v e l o p me n t o f U n d e r g r o u n d C o a l Ga s i i f c a t i o n( U C G)B o t h i nCh i n a a n d Ab r o a d

0 引言煤炭地下气化是一门融多学科为一体的综合性能原生产新技术，属第二代采煤方法。其任务是将煤炭资源原地转化为可燃气体。其基本过程为：从地面或井下施工，将地下煤层构筑成一个封闭的气理后，渣中的二氧化硅活性提高，在较低压力或常压下即可与液体烧碱反应生成水玻璃，其质量完全符合国家标准。由此可知，用煤矸石制取水玻璃，如果利用的好，将具有很好的发展前途。

化炉。煤炭点燃后，经一系列化学反应，生产出以 H 2, C O, c}{ 4为主要可燃组分的煤气，输往地面后供人们使用。实现了建井、采煤、气化三大工艺合而为主要优点是抛弃了常规采煤方法中的庞大而笨重的采煤设备与地面气化设备，具有建井规模大为减小、安全性好、资源利用程度高、投资少、效率高、一

。

石建材等领域，这方面的技术有待于加强或突破。 ( 2 )要加强煤矸石的组分、结构与特性等基础研究，根据煤矸石的特性和实际需要开发新的用途。

( 3 )我国正在大力推进循环经济建设，施行“减量化、再利用、再循环”的行为原则。把发展循环经济当做建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展的重

要途径。因此煤矸石的利用率将在很大程度上提高。 ( 4 )应加强对煤矸石利用的监督管理和政策支

7煤矸石用于制作新型材料煤矸石用于制造新型材料主要是制备 4 A分子筛、增白或超细高岭石等。下面简单介绍煤矸石合成4 A分子筛及其发展趋势的分析。 4 A分子筛被广泛地用于石油、化工、冶金、电子技术、医疗卫生等部门。特别是 4 A分子筛作为传统洗涤助剂三聚磷酸钠的替代品日益受到人们的重视，需求量不断增加。然而利用化工原料或优质高岭土合成 4 A分子筛又因为成本太高和原料短缺问题而影响了其推广应用。而煤矸石的化学成分主要是高岭石，经过适当处理，能够满足 4 A分子筛的需要。利用煤矸石合成 4 A分子筛是一种利用煤矿开发新产品的新技术，并且具有廉价、原料丰富、工艺流程简单的优点，具有较强的竞争力。

持。综合利用、变废为宝、化害为利是实现资源节约型和环境友好型和谐社会的关键环节。参考文献：[ 1]边炳鑫，解强，赵由才 .煤系固体废物资源化技术[ M] .北京：化学工业出版社， 2 0 0 5 .

[ 2]董保澍 .固体废物的处理与利用[ M] .北京：冶金工业出版社，1 9 9 9.

[ 3]张策，何绪文.煤矿固体废物治理与利用[ M] .北京：煤炭工业出版社， 1 9 9 8 .

[ 4]李秀金 .固体废物工程[ M] .北京：中国环境科学出版社， 2 0 0 3 . [ 5]关杰，李英顺 .煤矸石综合利用现状及前景[ J] .环境可持续发展， 2 O O 8, ( 1 ): 3 4—3 6 .

8 结束语( 1 )煤矸石资源化利用的方法还有很多，如利用煤矸石制作氧化铝等等。今后相当长时期内煤矸石的利用重点仍集中在高附加值的煤矸石发电、煤矸收稿日期： 2 0 0 9— 0 3— 0 7;修订日期： 2 O O 9—0 3—2 0

【 6]边晓如.综合利用煤矸石发电的效益评价[ D] .河北：华北电力大学 . 2 O O 7 . [ 7]刘爱新 .利用煤矸石生产建筑材料的技术要求[ J] .房材与应用， 2 O 0 2, 3 0 ( 2 ): 3 4—3 5 . (责任编辑王秀丽)

作者简介：刘宁宁( 1 9 8 6一),男，河北衡水

人，现为中国矿业大学矿业工程学院采矿工程专业在读本科生， T e l: 0 5 1 6—8 3 5 9 8 7 5 6, E—

ma j l: e u mt l r m@ 1 6 3. t o m。

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第2 7卷

成本低、见效快、污染相对较少等优点…。引起了包括我国在内的世界主要采煤国家的关注。

1 煤炭地下气化的关键技术1 . 1地下气化炉设计和选择煤炭地下气化工程项目的首要问题是气化炉的设计和选择。影响气化炉设计的主要因素包括：煤层赋存的地质条件、煤层赋存厚度、煤质、预采用的贯通方法等。气化炉类型的合理选择可以增加产气过程的稳定性，提高煤炭资源的利用率。煤炭科技工作者曾对不同的气化炉类型进行了深人的研究， 包括单孔炉、盲孔炉、多角形 (四角、六角)炉、充填炉、 V型气化炉、 u型气化炉等。技术相对较成熟的 有 u型气化炉、 V型气化炉、填充式气化炉、长壁式气化炉和直线式复合炉。其中 v型气化炉适用于倾斜或急倾斜煤层，填充式气化炉适用于埋藏深的煤层，长壁式气化炉和直线式复合炉适用于近水平或缓倾斜煤层。应用最广的是 U型气化炉如图 1, 主要优点是对煤层赋存条件有较高适应性、贯通技术成熟、施工简单等 J。孔2 孔 l

孔。英国、德国、捷克等国都对此进行了深入研究， 取得了很好的效果。该技术也在煤炭地下气化中得到了较好的应用。

2 国外主要产煤国技术进展2 . 1俄罗斯

1 9 3 2年前苏联在顿巴斯矿区建立了世界上第座有井气化站，从此时起直至 1 9 6 5年超过 3 O a的时间是苏联煤炭地下气化的黄金时期。 1 9 3 4年顿尼茨煤化工学院马特维夫教授提出了气流式地下气化方案，并取得试验成功。1 9 3 8年对气流式 U型地下气化炉进行的工业试验也获得成功。在此基础上苏联在莫斯科近郊煤田试验成功了无井式地下气化炉，并发展了各种贯通技术。经过几十年的研究，俄罗斯的煤炭地下气化技术获得了长足发展。,俄罗斯能源部门宣布 2 0 0 5年一2 0 1 0年使每年煤炭地下气化产量按热值折算为商品煤，等于全俄罗斯矿

井采煤总量的 2 7%。计划用地下煤气每年发电 2 0 0 0亿 k W h,生产化工原料 2 5 0 0亿 t -】 J。一

2 . 2美国

图1 U型气化炉的基本形式

1 . 2贯通技术

迄今国内外专家主要试验 5种贯通方法：电力贯通、爆炸破碎、水力压裂、反向燃烧、定向钻孔。只有后两种方法证明是可行的。 ( 1 )电力贯通。这是早期采用的方法，美国得克萨斯公共事业公司吸收得克萨斯州工业大学和另外 8家公司共同进行了该方法的研究。此外英国、波兰等也对该方法进行了研究。得出的结果是：因煤层电阻大，耗电太多，效果不好，因而该方法已被淘汰。 ( 2 )爆炸破碎法。该方法在美国的一系列早期试验中，未能使煤层产生足够的渗透性，而且难以控制。随着爆破技术的进步，这种方法的研究也取得了一定进展，但仍不能达到理想效果。 ( 3 )水力压裂。水力压裂是从钻孔向煤层注入带支撑剂 (砂子等 )的高压水，使煤层压裂，排水后砂子留在煤层裂隙中，从而提高煤层渗透性。美国、法国、比利时、德国等都曾进行水力压裂试验，均以失败告终。 ( 4 )反向燃烧。反向燃烧是从甲孔点火，从乙孔鼓风，燃烧面的推进方向与气流方向相反，煤气从甲孔引出。该方法技术相对成熟，得到了一定 …… 此处隐藏：3083字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……