煤炭地下气化

煤炭地下气化技术目录引言 (4)1 煤炭地下气化基本原理 (5)1.1氧化区 (6)1.2还原区 (6)1.3干馏干燥区 (6)1.4地下气化炉的类型 (8)1.4.1 有井式 (8)1.4.2 无井式 (8)1.4.3 混合式 (8)1.5地下气化和煤层气开采的区别 (8)2 煤炭地下气化影响因素 (9)2.1气化炉温度场 (9)2.2鼓风速率 (9)2.3水涌入速率 (10)2.4气体通道的长度和断面 (11)2.5操作压力 (12)2.6煤层厚度 (12)2.7空气动力学条件和气化炉结构 (13)2.8煤质对气化的影响 (13)3 国外煤炭地下气化技术的发展 (14)3.1国外技术发展 (15)3.1.1 早期的有井(筒)式气化工艺 (15)3.1.2 UCG描述 (15)3.1.3 贯通技术 (15)3.1.4 煤层勘测和模型研究 (16)3.1.5 气化过程控制 (16)3.1.6 环境影响评价及防治技术 (17)3.2美国的CRIP气化工艺 (17)3.3国外重要UCG项目 (18)3.3.1 俄罗斯南阿宾斯克气化站 (18)3.3.2 美国汉那地下气化试验 (18)3.3.3 美国罗林斯地下气化试验 (18)3.3.4 美国森特雷利亚地下气化试验 (18)3.3.5 比利时图林煤炭地下气化试验 (19)3.3.6 西班牙特鲁埃尔煤炭地下气化试验 (19)3.4结论 (20)4 国内煤炭地下气化技术的发展 (22)5 煤气综合利用前景 (23)5.1化工合成联产 (23)5.1.1 合成氨 (24)5.1.2 合成二甲醚 (24)5.1.3 合成油 (25)5.2提取纯氢 (25)5.3地下气化煤气联合循环发电 (26)5.4经济效益分析 (27)5.5几个工程实例的效益分析 (28)6 国家对发展煤炭地下气化技术的政策 (29)7 几个比较关心的问题 (32)8 本公司技术人员对该项目的研究与发明专利 (36)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。

煤炭地下气化技术研究与应用1. 引言煤炭地下气化技术是一种将煤炭在地下转化为合成气（syngas）的新型煤化工技术。

它是通过直接在煤层中进行气化反应，将固体煤转化为可燃性气体的过程。

与传统的煤矿开采方式不同，煤炭地下气化技术具有资源利用率高、环境污染低等优势，因此在能源领域引起了广泛的关注和研究。

本文将介绍煤炭地下气化技术的原理、方法以及在能源领域的应用情况。

首先，将详细介绍煤炭地下气化的基本原理和反应机制。

然后，将介绍煤炭地下气化的主要方法和技术，包括煤层气化和煤矿气化两种主要方式。

最后，将探讨煤炭地下气化技术在能源领域的应用前景和挑战。

2. 煤炭地下气化的原理和反应机制煤炭地下气化是指通过在煤层中引入氧气和蒸汽，并通过适当的温度和压力条件下进行反应，将煤转化为含有氢气和一氧化碳等可燃气体的过程。

其基本原理是在不使用传统的开采方式的情况下，直接将煤炭转化为气体，从而实现高效能源的利用。

煤炭地下气化的反应机制包括氧化反应、反应扩散和质量传递等多个步骤。

首先，通过氧化反应引入氧气和蒸汽，使煤炭中的碳和氢发生氧化反应，生成可燃性气体。

然后，由于反应速率的不均匀性，反应区域会逐渐扩散，进而扩大气化区域。

最后，通过质量传递过程将反应产物带出煤层，实现气体的采集和利用。

3. 煤炭地下气化的方法和技术煤炭地下气化通常有两种主要方法：煤层气化和煤矿气化。

3.1 煤层气化煤层气化是指直接在煤层中进行气化反应的一种方法。

其主要过程包括气井钻探、气化反应和气体采集等步骤。

首先，通过气井钻探将氧气和蒸汽引入到煤层中，形成气化反应区。

然后，通过适当的温度和压力条件以及催化剂的作用，使煤炭逐渐转化为可燃气体。

最后，通过气井将反应产物带出煤层，用于能源生产和化工应用。

3.2 煤矿气化煤矿气化是指在煤矿井下直接进行气化反应的一种方法。

其主要过程包括煤矿井下的气化反应、气体采集和煤矸石处理等步骤。

首先，通过在煤矿井下喷射氧气和蒸汽，形成气化反应区。

煤炭地下气化技术研究与应用课件 (一)煤炭地下气化技术研究与应用课件煤炭地下气化技术是一种利用煤炭直接转化为燃料气的新型技术。

通过对高温高压下的煤炭进行间接气化，将煤炭中的化学能转化为燃料气，解决了传统煤炭开采方式中的环境污染和安全问题，是一种非常有前景的煤炭开采方式。

一、煤炭地下气化技术原理(一) 煤炭地下气化过程煤炭地下气化采用一种新的气化方式，通过利用煤炭内在气化反应，将煤炭内部的化学能转化为燃料气。

在地下工作面将氧、水蒸气、二氧化碳等气体送入地下煤炭中，通过煤与气混合反应，产生高温高压气体，将煤炭内部的化学能通过化学反应转化为燃料气，燃料气经过地上工厂加工处理后可作为燃料供应市场。

(二) 煤炭地下气化的优缺点优点：煤炭地下气化可以将深层煤层中的煤炭资源进行全面开采，储量大，上部地质条件无限制。

地下气化过程中产生的废弃物可以封存回填到井下，不仅减少了地面安全隐患，而且能够减少环境污染和二氧化碳排放。

缺点：由于煤炭地下气化是一种间接气化方式，反应过程较为复杂，容易产生煤炭留渣和渗透水等问题。

大型的地下气化项目需要消耗大量的资金和技术投入，从而存在一定的经济风险。

二、煤炭地下气化技术研究和应用现状近年来，在国内外开展了一系列的煤炭地下气化技术研究和应用探索。

国际上的代表性地下气化项目有美国的地下气化试验项目、苏联和德国等的工业化地下气化项目；国内的典型地下气化项目有宝山、新河、云南三条工业生产线。

目前，煤炭地下气化技术已经成为国家能源政策的重要组成部分。

新型煤化工产业已经成为我国经济发展的新动力，政府也对煤炭地下气化技术进行了大力支持。

三、煤炭地下气化技术发展趋势(一) 技术集成化趋势目前我国的煤炭地下气化技术主要是以气化、加工、储存、输送四个方面进行独立开发。

随着技术的不断发展，未来的趋势是更多地将协同处理、内在相容性以及多重功能草案融合在一起，实现技术的集成化。

(二) 高效、低成本等技术趋势煤炭地下气化技术虽然在实际应用中已经具有开采效率高、资源利用充分等显著优势，但是高成本、复杂设备等问题也对其发展带来了困境。

煤炭地下气化产气成分煤炭地下气化是一种将煤炭在地下进行气化反应，生成可燃性气体的技术。

与传统的煤炭开采和地面气化相比，煤炭地下气化具有更高的能源利用效率和更少的环境影响。

本文将探讨煤炭地下气化的产气成分及其相关特性。

一、煤炭地下气化的基本原理煤炭地下气化的基本原理是将煤炭与氧气、水蒸气等气化剂在地下进行部分氧化反应，生成以甲烷为主要成分的可燃性气体。

气化反应的温度和压力条件对产气成分具有重要影响。

二、煤炭地下气化的产气成分1.甲烷（CH4）甲烷是煤炭地下气化生成的主要可燃性气体，其含量通常占产气总体积的50%以上。

甲烷是一种无色、无味、无毒的气体，具有较高的热值和燃烧效率。

1.二氧化碳（CO2）二氧化碳是煤炭地下气化生成的另一种重要气体，其含量通常仅次于甲烷。

二氧化碳是一种温室气体，对气候变化具有重要影响。

在煤炭地下气化过程中，二氧化碳的排放可以通过捕获和储存技术（CCS）进行减排。

1.氢气（H2）氢气是煤炭地下气化生成的另一种可燃性气体，其含量相对较低，但具有较高的热值和燃烧效率。

氢气可以用于燃料电池等清洁能源领域，具有广泛的应用前景。

1.一氧化碳（CO）一氧化碳是煤炭地下气化过程中生成的一种有毒气体，其含量通常较低。

一氧化碳的生成与气化反应的温度和压力条件有关，可以通过优化工艺参数进行控制。

1.其他微量气体除了上述主要成分外，煤炭地下气化产气中还含有一些微量气体，如硫化氢、氮氧化物等。

这些微量气体的含量通常较低，但对环境和人体健康具有一定的影响，需要进行有效的控制和处理。

三、煤炭地下气化产气成分的影响因素1.煤炭类型：不同类型的煤炭具有不同的化学组成和结构特性，从而影响气化反应的速率和产气成分。

例如，高阶煤（如无烟煤）通常具有较低的反应活性和甲烷生成率，而低阶煤（如褐煤）则具有较高的反应活性和甲烷生成率。

2.气化剂类型：不同的气化剂（如氧气、水蒸气等）对气化反应的路径和速率具有重要影响，从而影响产气成分。

煤炭地下气化技术简介一、煤炭地下气化概述煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭直接进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃性气体的过程。

煤炭地下气化的基本原理，与一般煤炭气化一样，是把煤炭的固体有机物通过热力和化学作用变为可燃气体，其区别在于这种变化过程是在地下进行，而不需要把煤炭开采出来。

煤炭不加氧进行加热，只能使煤炭有机物在高温下强烈地分解出挥发物——煤气和焦油蒸汽。

这样部分气化法，仅可能获取少量的煤炭热能。

剩余留下的炭和灰这两种主要成分组成的焦渣，采用氧和水蒸汽对其在高温下进行化学处理，使可燃固体变成可燃气体。

煤炭地下气化的基本概念与特征，可概括为以下几条：一种全新的采煤方法：与传统的物理采煤法有着根本的区别，地下气化是一种化学采煤法，即将埋藏在地下的煤炭就地进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用与化学反应生产可燃气体输送出来。

二无采煤工艺：无人、无设备。

三合一的煤炭开采与气化工程：集建井、采煤、气化三大工艺为一体，在地下联合完成。

四个控制与稳定技术：（1）监控进行持续稳定的地下燃烧；（2）控制达到持续稳定的煤气产量；（3）调控得以保证稳定的煤气热值；（4）测控能以维持稳定的煤气组份。

五大优点：（1）充分利用煤炭资源：老矿井遗留丢失的煤柱，开采成本高不经济的煤层，高硫煤以及“三下”压煤等，可通过地下气化采出来。

（2）基建投资省、工期短、见效快：比井工开采可节省投资2/3并缩短工期一半以上；比地面气电站可节省大量设备和占地。

（3）生产管理操作简单、用人少、效率高、成本低、利润高，比井工开采可提高工效3倍以上，节约成本一半多。

而且生产安全性好。

（4）经济效益显著：不仅煤炭开采本身的直接利润高，而且可实现煤（地下气化）、热（地下煤气供工业与民用）、电（使用地下煤气发电）、化（应用地下煤气转变成化工产品）、能（利用地下煤气提取洁净能源——氢能、甲醇等）的综合开发、综合利用、多种经营，是煤炭价值和产业的经济效益提高十多倍。

煤炭地下气化[煤炭地下气化]缺点1 很难控制气化过程中在地下产生的种种反应，合成气成分波动过大。

2 受煤层和地质影响大，容易造成井井之间相互漏水、通气等情况。

3 气化后出来的气体成分不稳定，有待改善气化剂种类与含量。

4 地下燃烧、气化情况不好控制，应加大地下气化过程的监控力度。

5 在该技术方面，大部分研究只注重化学工艺，很少关注行业发展动态。

煤炭地下气化作为清洁能源技术的主要研究方向和符合可持续发展战略的环境友好绿色技术，得到了国家领导人和著名科学家的关心和支持。

中国矿业大学 ( 北京校区 ) 煤炭工业地下气化工程研究中心，在国家高技术研究发展计划（ 863 计划）项目——“煤炭地下气化稳定控制技术的研究”的支持下，建成了具有世界先进水平的煤炭地下气化过程综合试验台，可完成不同煤种及不同煤层赋存条件下煤炭地下气化过程发展规律及工艺参数的模型试验研究。

1987 年完成了江苏省“七五”重点攻关项目——徐州马庄矿煤炭地下气化现场试验，获江苏省科技进步三等奖；1994 年完成了国家“八五”重点科技攻关项目——徐州新河二号井煤炭地下气化半工业试验，首创“长通道、大断面、两阶段”新工艺，被评为国家“八五”重大科技成果。

获“矿井长通道、大断面煤炭地下气化工艺”，“两阶段煤炭地下气化工艺”，“推进供风式煤炭地下气化炉”三项国家专利。

1996 完成了河北省重点科技项目——“唐山刘庄煤矿煤炭地下气化工业性试验” ； 2000 年 9 月完成了“新汶孙村煤矿煤炭地下气化技术研究与应用”项目，并进行了民用及内燃机发电，获山东省科技进步一等奖和煤炭工业十大科技成果奖。

2005年，中国矿业大学在重庆中梁山北矿进行的煤炭地下气化试验首次实现了在高瓦斯矿井进行地下多煤层联合气化，所产煤气作为当地户居民和蒸汽锅炉燃气，这一试验的成功对今后煤炭开采过程的碳排放量控制具有重要意义。

2007年1月，新奥集团投资2亿多元组建乌兰察布新奥气化采煤技术有限公司,与中国矿业大学共同开展“无井式煤炭地下气化试验项目”研究，得到了内蒙古科技厅、乌兰察布市科技局的大力支持。

煤炭地下气化标准煤炭地下气化（Underground Coal Gasification，简称UCG）是指将煤炭在地下高温条件下进行化学反应，产生可燃气体的一种技术。

UCG技术可以有效利用深埋煤炭资源，提高能源利用率，减少煤矿开采对环境的影响。

为了确保UCG技术的安全、高效进行，各国制定了一系列标准和规范。

一、概述UCG技术标准主要包括对煤炭地下气化工艺的要求，以及对工艺过程中涉及的安全、环境等方面的规定。

标准的目的是确保UCG过程的可持续发展，并保护人类和环境的安全。

二、煤炭地下气化工艺标准1. 煤炭选择标准：UCG技术要求选择具有一定热值和适宜供气性质的煤炭进行地下气化。

标准应包括对煤种、煤层厚度、灰分含量等技术要求。

2. 井筒与工艺管道标准：UCG过程需要开挖井筒，以及连接与输送气体的工艺管道。

标准应包括井筒和管道的尺寸、材料和施工要求。

3. 反应区管理标准：UCG技术通过对煤层进行加热和气化反应，产生可燃气体。

标准应规定反应区的管理要求，包括温度控制、反应稳定性、废料处理等方面。

4. 气体收集与净化标准：UCG技术产生的气体需要进行收集和净化处理，以获得高质量的燃气。

标准应包括气体收集系统、净化设备以及废气排放的要求。

5. 安全与防灾标准：UCG过程中存在一定的安全风险，如煤层爆炸、顶板塌陷等。

标准应包括安全管理要求，如监测系统、应急救援等方面。

三、环境标准1. 大气污染物排放标准：UCG技术会产生一定的大气污染物，如二氧化碳、一氧化碳等。

标准应规定对这些污染物的排放限值，以保护大气环境质量。

2. 地下水保护标准：UCG技术涉及地下水资源，标准应包括对地下水保护的要求，如井筒防渗漏措施、废水处理等方面。

3. 土壤保护标准：UCG技术可能会对土壤产生一定影响，标准应包括土壤保护和修复的要求，如污染防治、土壤改良等方面。

四、监测和评估标准UCG技术需要进行系统的监测和评估，以确保其符合标准。

煤炭地下气化技术评述及展望煤炭地下气化是一种将煤炭直接转化为可燃气体(主要是一氧化碳和氢气)的技术，同时也能实现煤炭的高效利用和环境友好。

它通过在地下将煤炭加热至高温，使其在缺氧或低氧条件下发生气化反应，从而将煤炭转化为合成气。

煤炭地下气化技术具有以下几个优点。

首先，它可以实现对低质煤和难以开采的煤炭资源的有效利用。

地下气化不受煤炭厚度和埋深的限制，能够对煤炭资源进行充分利用。

其次，地下气化技术能够减少煤炭采矿带来的地表环境破坏。

相比传统的煤炭开采方式，地下气化能够减少或避免煤矿废弃物的堆放和环境污染。

此外，煤炭地下气化可以生产出清洁燃料气体，具有较低的碳排放和烟尘排放，对环境的污染较小。

然而，煤炭地下气化技术也存在一些挑战和问题。

首先，地下气化过程中会产生大量的煤矿瓦斯，如果不能有效地进行收集和利用，将产生安全隐患。

其次，由于地下气化过程中需要在地层中引入氧气或水蒸气，可能会引起地壳下沉和热干扰等地质问题。

此外，地下气化过程还需要对反应产物进行处理和净化，提高了投资和运营成本。

对于煤炭地下气化技术的展望，我们可以看到一些发展趋势。

首先，煤炭地下气化技术将与CO2捕获和储存技术相结合，实现煤炭的低碳利用。

通过捕获和储存地下气化过程中产生的CO2，可以有效地减少温室气体的排放。

其次，随着煤炭资源的日益稀缺，煤炭地下气化技术将面临着更高的技术要求和经济压力。

未来的发展方向将更加注重技术创新和成本降低，提高煤炭地下气化的经济性和可行性。

此外，煤炭地下气化技术还可以与其他能源技术相结合，实现多能互补和综合利用。

例如，可以将地下气化过程中产生的废热用于蒸汽动力发电，提高能源利用效率。

还可以利用合成气制备化学品和液体燃料，实现煤炭资源的高附加值利用。

这些综合利用技术的发展将进一步促进煤炭资源的可持续开发和利用。

总的来说，煤炭地下气化技术作为一种将煤炭转化为可燃气体的新型能源技术，具有巨大的潜力和前景。

在有效解决煤炭资源困境、环境保护以及能源转型等方面，煤炭地下气化技术将发挥重要作用。