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煤的地下气化

[拼音]:mei de dixia qihua

[外文]: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。我国于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),沿气化通道分为:

(1)氧化带,生成大量CO2、CH4、CnHm和部分水蒸气、H2、CO等,并放出大量热能。

(2)还原带,CO2和水蒸气被还原成CO和H2,部分煤炭热解生成CH4及CnHm,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、H2、CH4和CnHm,并混有部分O2、N2、H2S和SO2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/m3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/m3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/m3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,很高达 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,之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?a href='baike/224/276564.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>贾米昕住?捎闪礁鲎昕鬃槌梢桓銎芈罚部捎扇鲎昕鬃槌闪礁銎芈罚桓鼋纾礁雠懦雒浩6嘧樽昕淄苯衅梢约哟竺浩芰ΑF矫翰闶保捎梅叫位蚓匦闻帕械拇怪弊昕祝昕准渚嘣?0~40m。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。

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