煤炭地下气化废水催化气化褐煤实验研究

摘要矿山开采又引发了一系列生态环境问题，导致矿区生态退化与环境污染，严重制约了可持续发展战略。

由于矿藏的不可移动性，以致矿山开采长期占用、破坏、污染土地，改变了区域土壤以及水系结构，破坏了动植物区系，引发一系列社会经济与生态环境问题，成为全球环境与发展面临的焦点问题之一。

改变传统采煤方式，发展高科技新型采煤技术是我国资源枯竭型城市持续发展的重中之重的核心工作。

在我国，煤炭是我国的重要能源，占一次性能源的70%左右，煤炭资源开采造成的土地、生态破坏是巨大的。

煤炭地下气化技术是一种高新的化学采煤技术，即是将埋藏在地下的煤炭就地进行有控制的燃才烧，通过对煤的化学反应与热作用产生可燃气体输送出来。

其以井下无人、无设备，集建井、采煤、气化三大工艺合为一体的三合一工艺特点，被誉为第二代采煤法，深受世界各国的重视。

关键词: 新技术采煤法; 煤气化;矿区地下煤气化实验探讨1前言土地是人类赖以生存的资本，珍惜和合理利用每一寸土地，切实保护好耕地是我国的基本国策之一。

我国人多地少，人均占有的耕地仅为0.08公顷，然而，目前因资源开发、民用建筑、市政工程建设、风水侵蚀等人为或自然界的影响，大量耕地被占用，致使仅有的耕地面积逐年减少。

面对土地问题的严峻现实及土地被破坏而引起的生态不平衡及环保问题，世界各国政府都给予了高度重视。

随着我国经济与社会快速发展，可持续发展战略越来越引起各级政府高度重视，近年来，我国的土地破坏和生态环境的恶化已达到惊人的程度。

特别是我国是一个矿业大国，矿产资源开发已成为我国国民经济增长的重要手段，但矿山开采又引发了一系列生态环境问题，导致矿区生态退化与环境污染，严重制约了可持续发展战略。

由于矿藏的不可移动性，以致矿山开采长期占用、破坏、污染土地，改变了区域土壤以及水系结构，破坏了动植物区系，引发一系列社会经济与生态环境问题，成为全球环境与发展面临的焦点问题之一。

改变传统采煤方式，发展高科技新型采煤技术是我国资源枯竭型城市持续发展的重中之重的核心工作。

褐煤气化前的预处理技术
周夏;刘长辉
【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》
【年(卷),期】2008(000)005
【摘要】介绍了褐煤的分选方法和注意事项以及国内外在褐煤干燥方面的研究成果;针对移动床、流化床和气流床煤气化技术对褐煤入炉前的要求,分析了褐煤制型煤、褐煤制水煤浆及干煤粉等预处理阶段的工艺过程.
【总页数】5页(P32-36)
【作者】周夏;刘长辉
【作者单位】泛海能源投资包头有限公司,内蒙古,包头,014030;山东华鲁恒升化工股份有限公司,山东,德州,253024
【正文语种】中文
【中图分类】TD849.2
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5.褐煤在壳牌气化工艺下行水激冷气化装置中的应用 [J], 鄢僖;汪云川;唐博;葛方秋
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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。

褐煤气化技术研究一、引言大力发展煤化工是我国未来能源发展的主要趋势，煤化工涉及煤的焦化、气化、液化以及煤化工制品等多个领域，随着科技进步和技术的不断成熟，煤的洁净化、高效燃烧、联合循环发电、干熄焦、炼焦过程自动化、煤炭气化以及环保洁净能源为主的煤化工能源技术越来越得到广泛的重视和应用。

与其它国家相比，我国的烟煤、无烟煤等优质煤炭资源储量比较丰富，但作为不可再生能源，已被充分利用，走向枯竭是必然趋势。

而褐煤是一种煤化程度仅高于泥炭的煤炭资源，据不完全统计，中国褐煤储量达2118亿t，探明储藏量达1280亿t。

对烟煤、无烟煤进行保护性开采利用，发展褐煤气化技术、拓展褐煤开发利用空间是当前我国节能技术政策优先发展的方向之一。

在我国，褐煤主要集中在内蒙古东部、黑龙江、吉林、辽宁和云贵高原等地区，其中内蒙古褐煤储量近2000亿t，云南昭通褐煤储量约81.58亿t。

褐煤占中国煤炭储量的1/8，在中国煤炭资源中占有重要地位。

国内外对褐煤利用技术的研究比较广泛和深入，涉及到褐煤初加工、褐煤燃烧、褐煤液化、褐煤热解与炼焦、褐煤非燃料利用、褐煤共伴生资源及其加工利用等方面的内容。

随着各国政府对能源和生态环境的日益重视，合理、有效、洁净地利用褐煤是褐煤利用技术的发展方向。

目前世界能源供求发生变化，人们希望从廉价的褐煤中取得洁净能源以保护环境。

在这种情况下，褐煤气化有着较广阔的发展前景。

针对水资源相对短缺的地区，如内蒙古自治区的锡林郭勒，不能满足大规模建设煤化工项目的用水。

而褐煤气化是一种最洁净的煤炭利用技术，能够避免煤直接燃烧的污染。

因此，引进褐煤地上地下气化新技术（示范项目），待试验成功后大规模推广可大大提升煤炭的清洁高效综合利用，实现“高碳能源、低碳发展”的目标，对于充分利用褐煤资源有着重要而深远的意义。

目前应用的煤气化技术有三种，即美国比克比地上闪蒸气化技术和英伦金桥、中节能地下气化技术。

试验项目有四项，分别是苏尼特碱业褐煤半焦油清洁利用（采用比克比技术）中试项目、锡市广厦比克比地上气化项目、英伦金桥地下气化项目和中节能地下气化项目。

褐煤的气化技术简析适用于褐煤的气化技术简析适用于褐煤的气化技术简析褐煤具有水分大、发热量低、化学反应性好、易燃易碎等特点，不利于直接燃烧和运输，发展煤化工项目，进行就地转化是一个比较好的选择。

大规模煤气化是现代新型煤化工的龙头，合成气可以用于生产各种下游产品。

结合国家发改委提出的现代煤化工重点示范项目，包括煤制油、煤制烯烃、煤制天然气等，如何根据褐煤的特点，选择合适的煤气化技术，保障煤化工装置的高效和平稳运行，保证项目的经济性，成为业主广泛关注的重点问题。

目前主流煤气化技术主要分为固定床、流化床和气流床三大类，下面分别根据三类气化技术的特点和应用现状分析其在褐煤气化上的适用性。

固定床气化炉固定床气化炉要求入炉煤有较好的热稳定性和较高的抗碎强度，并使用粒度5毫米以上的粒煤。

尤其在使用年轻褐煤时，由于煤的热稳定性比较差，需要考虑将其加工成型煤。

褐煤用于固定床加压气化，在我国已有超过30年的历史。

目前应用最广泛的固定床气化炉主要是鲁奇炉，包括其各种改进型号。

国内的生产实践表明，褐煤用于固定床气化炉完全可行。

固定床气化技术在不断前进和发展。

德国泽玛克清洁能源有限公司BGL煤气化技术采用液态排渣，综合了固定床气化与熔渣气化技术的长处，与固态排渣气化炉相比其蒸汽用量和气化废水大幅度减少。

赛鼎工程公司正在开发以CO2替代水蒸气作为气化剂，从而可以充分利用原料褐煤中的水分进行CO变换，同样可以大幅降低废水排放。

鲁奇已经宣布其新型FBDB气化技术重返中国，并将推进其在煤制合成天然气等领域的应用。

流化床气化炉流化床气化通过流化状态增强气化炉的传热和传质，从而改善气化效率和气化速度。

由于流化床气化时床层温度相对较低，因此适合于反应活性高的煤种，例如褐煤和其他低阶煤。

对原料的粒度一般要求为0.5~6mm。

与固定床气化炉一样，流化床气化炉同样可以接受水含量较高的原料煤，其对褐煤的气化效果已经得到验证。

2009年10月，埃新斯（枣庄）新气体有限公司采用美国综合能源系统有限公司SES气化技术试烧了3500吨内蒙古白音华褐煤，入炉煤水含量高达26%。