煤炭地下氣化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

呂梁棟

【摘要】：合理的利用煤炭資源，發(fā)展煤炭地下氣化技術(shù)是世界性共同關(guān)注的問題。本文對于我國煤炭地下氣化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進行了深入的專業(yè)分析，對于我國煤炭地下氣化技術(shù)發(fā)展擬定了幾點建議。

【關(guān)鍵詞】：煤炭；地下氣化技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展；建議

煤炭行業(yè)的發(fā)展在我國經(jīng)濟發(fā)展過程中占據(jù)十分重要的地位。煤炭資源的合理利用，煤炭地下氣化技術(shù)的先進水平都是未來資源利用發(fā)展中必須面對的問題，人類逐漸意識到煤炭地下氣化技術(shù)的重要性。根據(jù)我國可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)環(huán)境友好型社會目的，必須加大地下氣化技術(shù)研發(fā)力度，保證社會的能源需求

一 影響煤炭地下氣化技術(shù)發(fā)展的原因

1內(nèi)在原因

地面氣化技術(shù)開始于17世紀(jì)，到目前為止已經(jīng)有300多年的發(fā)展歷史，其設(shè)備，工藝，流程，原理都已經(jīng)形成系統(tǒng)。煤炭地下氣化技術(shù)的發(fā)展主要受到內(nèi)部因素和外在因素兩方面的影響。煤炭地下氣化技術(shù)主要是將煤炭資源的采集和轉(zhuǎn)化進行結(jié)合，在開采地直接的對于資源實行氣化工藝，地下氣化技術(shù)發(fā)展受到地堆積因素的影響，其產(chǎn)量，熱值，煤氣組分，氣化效率等都不夠穩(wěn)定。煤的流量參數(shù)，熱值參數(shù)，組分參數(shù)都會發(fā)生波動，這都是影響地下氣化技術(shù)發(fā)展重要原因。

2外部原因

煤炭地下氣化技術(shù)和煤層氣，天然氣，石油的開發(fā)技術(shù)也大不相同，煤炭資源是直接的進行開采工作，在地下直接得將固體煤變成氣體的加工，可是煤層氣，天然氣，石油都不必在地下進行處理加工，開采資金投入量相對還比較低，這些資源的大力開發(fā)利用影響了企業(yè)的技術(shù)發(fā)展完善，這是大環(huán)境下對于氣化技術(shù)的影響外因。

二 煤炭地下氣化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1煤炭地下氣化與燃氣-蒸汽渦輪聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)結(jié)合

將燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和地下氣化生產(chǎn)的合成氣相結(jié)合，這是一種實現(xiàn)氣化煤氣合理應(yīng)用的重要手段，例如2008年美國的公司在應(yīng)用中將這技術(shù)與地面氣化發(fā)電技術(shù)進行了對比，其的優(yōu)點十分突出。地面氣化發(fā)電每次生產(chǎn)100MW時，投入的成本比地下氣化發(fā)電多23.56%，每發(fā)1MWH電的時候，地下氣化成本相對減少46%，相對應(yīng)的，投資回報期就不一樣，差異性比較大。

2煤地下氣化與碳俘獲，利用，封存結(jié)合

英國在相關(guān)的報告總結(jié)中曾得出，UCG-CCS技術(shù)是碳減排的重要技術(shù)，在應(yīng)用中應(yīng)該UCG與二氧化碳的俘獲相結(jié)合，這樣可以減低二氧化碳的排放量，對于人類社會的發(fā)展具有十分重要的意義。二氧化碳排放量的降低和零排放技術(shù)改革，必須是運用UCG-CCS技術(shù)，這是可持續(xù)發(fā)展技術(shù)中的有效途徑。

3煤地下氣化與制氫結(jié)合

中國礦業(yè)大學(xué)余力教師所開發(fā)的新型地下氣化技術(shù)就是運用了兩階段氣化原理的移植，該技術(shù)的應(yīng)用可以讓氣化后的H2含量達到60%到70%，含量成倍的增長，開發(fā)出來氫這種新型的能源。加拿大，美國，澳大利亞，英國等國家都十分的重視這種技術(shù)，這將漸漸的成為地下煤炭氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢。歐洲已經(jīng)在2007進行了專業(yè)的項目建設(shè)和研發(fā)，并且在2010年取得了項目的成功。

4煤炭地下氣化與燃料電池發(fā)電結(jié)合，達到發(fā)電零排放

目前很多的研究人員提出通過地下氣化生產(chǎn)含有氫的煤氣，在使用氫作為電池燃料，這項兩者相結(jié)合的技術(shù)被稱為UCG-AFC技術(shù)，成為研究領(lǐng)域的新方向。該項技術(shù)可以大量的產(chǎn)出氫氣，于此同時進行了地質(zhì)儲藏和二氧化碳的俘獲，在實際的生產(chǎn)過程中，煤氣中的不可燃氣體和二氧化碳被分離出來，生產(chǎn)出了合成氣，純氫，和低碳氣。這種技術(shù)的生產(chǎn)過程，可以在地質(zhì)構(gòu)造的深處進行工作，控制轉(zhuǎn)換過程的工具和方法很少。這項技術(shù)波及的范圍比較大，需要地?zé)幔趸嫉刭|(zhì)儲藏，地下氣化和增油回收各方面的專業(yè)人士共同完成。結(jié)合我國國情而言，地下氣化技術(shù)的應(yīng)用提高了煤炭資源的利用效果，現(xiàn)在我國的報廢煤炭資源量已經(jīng)達到了3000億噸以上，我們可以應(yīng)用“長通道，大斷面，兩階段”等的地下氣化技術(shù)進行資源的回收利用，將這些資源用于居民和工業(yè)使用，進一步的提高資源利用率。

三 對煤炭地下氣化技術(shù)發(fā)展的建議

1結(jié)合我國的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r而言，現(xiàn)今我國的煤炭地下氣化技術(shù)還在實驗性階段，未來的發(fā)展將要面對很多的困難和問題，我們必須進行不斷的探索和完善，加大對于監(jiān)控技術(shù)的研究工作，克服地下氣化工程中穩(wěn)定工藝技術(shù)難點，改善原有的計算機模擬測控技術(shù)，相關(guān)的政府工作人員應(yīng)該加大技術(shù)研發(fā)工作的重視程度，政府給予更多的支持，完善相應(yīng)的政策體系，加大資金的投入力度，大力推進研究開發(fā)工作。

2整個地下氣化工作團隊的總體素質(zhì)要不斷的提升。煤炭地下氣化技術(shù)涉及到物理，化學(xué)，地質(zhì)，采礦等多方面的專業(yè)知識，技術(shù)自身的科學(xué)含量比較高，還和熱力學(xué)，燃燒學(xué)，煤化學(xué)，檢測技術(shù)和檢查方法等多門學(xué)科聯(lián)系緊密，其對于工作人員的要求比較高，專業(yè)化水準(zhǔn)必須達到標(biāo)準(zhǔn)要求，相關(guān)的工作人員必須不斷的深造和學(xué)習(xí)，完善原有的知識結(jié)構(gòu)體系，不斷的接受新知識科技，跟上世界技術(shù)發(fā)展的腳步，適應(yīng)工作需求。

3為尋找到新的技術(shù)方式和出路，必須加強對于煤炭資源綜合運用技術(shù)的研究工作，如今很多的企業(yè)都覺得煤炭地下氣化技術(shù)的發(fā)展勢頭良好，必須注意的一點是，要把握技術(shù)發(fā)展的目的，將技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)商業(yè)化，在項目實施前落實具體的用戶，保證應(yīng)用的效果。

4開展燃燒后的地下氣化爐體結(jié)構(gòu)變化的研究，對于地面沉降狀況進行準(zhǔn)確的檢查管理，必要的時候可以對于氣化爐進行解剖，提高技術(shù)人員對于燃燒后爐體具體變化情況的了解，研究地表下陷的規(guī)律。在研究過程中不斷的進行技術(shù)的改革和完善，結(jié)合實際修改爐型設(shè)計工作。

5為了防止煤炭地下氣化礦井穩(wěn)定的氣體成分和穩(wěn)定產(chǎn)氣，要對于地下工作系統(tǒng)的整體進行科學(xué)合理的監(jiān)控管理，保證運行和氣化爐的燃燒?，F(xiàn)在我國的監(jiān)控系統(tǒng)仍舊無法達到國際化的先進水平，研究人員應(yīng)該加大工作力度，及時的向世界的先進技術(shù)學(xué)習(xí)，攻克原有的技術(shù)難關(guān)，建立更好的監(jiān)控系統(tǒng)。

總而言之，我國煤炭工業(yè)的發(fā)展必須充分考慮煤炭資源儲量情況，結(jié)合國際的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，深入的分析影響煤炭地下氣化技術(shù)發(fā)展的原因，不斷的提升整個地下氣化工作團隊的總體素質(zhì)，向世界的先進技術(shù)學(xué)習(xí)，尋找到新的技術(shù)方式和出路，不斷的探索和完善，多方面共同努力，促進煤炭地下氣化技術(shù)進步。

【參考文獻】：

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