收藏词条 编辑词条 煤的地下气化
创建时间：2008-08-02
mei de dixia qihua
煤的地下气化
underground gasification of coal
将地下自然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。1912年英国拉姆赛（W. Ramsey）提出地下气化方案。 1933年苏联开始地下气化工业试验。第二次世界大战后，英、美、波、法等国曾进行过试验研究，但进展都不大。中国于1958～1962年曾在鹤岗、大同、蛟河等矿区进行过试验。70年代后,煤的地下气化又引起美、苏等工业国家的重视,但仍处于试验阶段。
煤的地下气化原理 从地面向煤层钻鼓风和排气钻孔，底部贯通，形成初始气化通道。在通道一端点燃煤层，从鼓风钻孔压入空气或氧气，有时须鼓入部分水蒸气，以改善气化反应，提高煤气热值。煤气自排气钻孔排出（见图[煤的地下气化示意图]
），沿气化通道分为：①氧化带,生成大量CO
、CH
、C
H
和部分水蒸气、H、CO等，并放出大量热能。②还原带,CO和水蒸气被还原成CO和H,部分煤炭热解生成CH及CH, 并吸收部分热能。③干馏干燥带，放出挥发性混合气体。气化生成的煤气,从排气钻孔排出,其主要成分有CO
HCH和CH，并混有部分ONHS和SO等。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。
向气化区鼓入空气时，生成热值700～1400kcal/m
的低热值煤气；鼓入富氧空气(含氧量40％左右)时，生成热值 1400～2000kcal/m的中热值煤气；如鼓入氧含量再高的富氧空气,可生成热值2000kcal/m以上的高热值煤气。煤气热值还与煤的品种、灰分、含水量、煤层及顶底板岩石的构造和性质、压入的风量和风压等有关。
煤的地下气化方法 有井式气化法 从地面向煤层开掘井筒，在气化区开掘巷道或打钻孔，形成气化通道后，点火气化。此法须进行井下施工，作业环境和安全性差，目前已基本为无井法所取代。
无井式气化法 有双孔式和单孔式两种。双孔式气化法从地面向煤层打直径 150～400mm、间距10～40m的一系列钻孔，两钻孔之间贯通形成气化通道，点火气化。贯通方法有5种：①低压火力渗透贯通法,在鼓风或排气钻孔底部的煤层中点火，并压入3～6atm的低压空气,使两钻孔间的煤燃烧，形成气化通道。本法适用于反应性良好的褐煤层。②高压火力渗透贯通法，与低压法基本相同。主要区别是本法的风压较高,通常为7～15atm,最高达 80atm。高压气流可压裂煤层，造成大量人工裂隙，以提高贯通速度。本法宜用于反应性差的煤层。③电力贯通法，将两个电极从鼓风与排气钻孔插入煤层，通入5～6kV或更高的工频高压电。电流的热效应使煤层焦化，形成孔隙较大的气化通道。④水力压裂贯通法，从一个钻孔向煤层注入高压水，渗透流向另一钻孔，扩大煤层的孔隙、节理和裂缝，然后注砂支撑裂缝，最后进行热加工形成气化通道。⑤钻孔贯通法，从地面向煤层钻进弯曲钻孔，形成初始气化通道。目前正在研究的还有激光贯通法、爆破压裂贯通法等。钻孔底部煤层可用电力点火器、石油过滤式加热器等专用点火器点火，也可用炽热的焦炭或其他点燃物点火。倾斜或急倾斜煤层气化时，沿煤层倾斜布置钻孔。可由两个钻孔组成一个气化回路，也可由三个钻孔组成两个气化回路,一个进风,两个排出煤气。多组钻孔同时进行气化，可以加大煤气生产能力。气化近水平煤层时，采用方形或矩形排列的垂直钻孔，钻孔间距约10～40m。单孔式气化法,沿煤层打钻孔，在每个钻孔内点火气化，由中心移动式套管送风，从环隙排气。此法适用于各种厚度的水平和倾斜煤层。
煤的地下气化
underground gasification of coal
将地下自然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。1912年英国拉姆赛（W. Ramsey）提出地下气化方案。 1933年苏联开始地下气化工业试验。第二次世界大战后，英、美、波、法等国曾进行过试验研究，但进展都不大。中国于1958～1962年曾在鹤岗、大同、蛟河等矿区进行过试验。70年代后,煤的地下气化又引起美、苏等工业国家的重视,但仍处于试验阶段。
煤的地下气化原理 从地面向煤层钻鼓风和排气钻孔，底部贯通，形成初始气化通道。在通道一端点燃煤层，从鼓风钻孔压入空气或氧气，有时须鼓入部分水蒸气，以改善气化反应，提高煤气热值。煤气自排气钻孔排出（见图[煤的地下气化示意图]
），沿气化通道分为：①氧化带,生成大量CO、CH、CH和部分水蒸气、H、CO等，并放出大量热能。②还原带,CO和水蒸气被还原成CO和H,部分煤炭热解生成CH及CH, 并吸收部分热能。③干馏干燥带，放出挥发性混合气体。气化生成的煤气,从排气钻孔排出,其主要成分有COHCH和CH，并混有部分ONHS和SO等。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。 向气化区鼓入空气时，生成热值700～1400kcal/m
的低热值煤气；鼓入富氧空气(含氧量40％左右)时，生成热值 1400～2000kcal/m的中热值煤气；如鼓入氧含量再高的富氧空气,可生成热值2000kcal/m以上的高热值煤气。煤气热值还与煤的品种、灰分、含水量、煤层及顶底板岩石的构造和性质、压入的风量和风压等有关。 煤的地下气化方法 有井式气化法 从地面向煤层开掘井筒，在气化区开掘巷道或打钻孔，形成气化通道后，点火气化。此法须进行井下施工，作业环境和安全性差，目前已基本为无井法所取代。
无井式气化法 有双孔式和单孔式两种。双孔式气化法从地面向煤层打直径 150～400mm、间距10～40m的一系列钻孔，两钻孔之间贯通形成气化通道，点火气化。贯通方法有5种：①低压火力渗透贯通法,在鼓风或排气钻孔底部的煤层中点火，并压入3～6atm的低压空气,使两钻孔间的煤燃烧，形成气化通道。本法适用于反应性良好的褐煤层。②高压火力渗透贯通法，与低压法基本相同。主要区别是本法的风压较高,通常为7～15atm,最高达 80atm。高压气流可压裂煤层，造成大量人工裂隙，以提高贯通速度。本法宜用于反应性差的煤层。③电力贯通法，将两个电极从鼓风与排气钻孔插入煤层，通入5～6kV或更高的工频高压电。电流的热效应使煤层焦化，形成孔隙较大的气化通道。④水力压裂贯通法，从一个钻孔向煤层注入高压水，渗透流向另一钻孔，扩大煤层的孔隙、节理和裂缝，然后注砂支撑裂缝，最后进行热加工形成气化通道。⑤钻孔贯通法，从地面向煤层钻进弯曲钻孔，形成初始气化通道。目前正在研究的还有激光贯通法、爆破压裂贯通法等。钻孔底部煤层可用电力点火器、石油过滤式加热器等专用点火器点火，也可用炽热的焦炭或其他点燃物点火。倾斜或急倾斜煤层气化时，沿煤层倾斜布置钻孔。可由两个钻孔组成一个气化回路，也可由三个钻孔组成两个气化回路,一个进风,两个排出煤气。多组钻孔同时进行气化，可以加大煤气生产能力。气化近水平煤层时，采用方形或矩形排列的垂直钻孔，钻孔间距约10～40m。单孔式气化法,沿煤层打钻孔，在每个钻孔内点火气化，由中心移动式套管送风，从环隙排气。此法适用于各种厚度的水平和倾斜煤层。