煤炭地下气化技术现状及产业发展计划分析

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２）产品气的组成。煤炭地下气化产品气的组分与煤阶、气化剂类型以及工程技术等因素相关，与地面煤炭气化产品气组成基本一致，不同煤阶、气化剂所对应的产品气组分如表２所示。

２ 国内外煤炭地下气化（ＵＣＧ）技术发展现状 ２.１ 国外主要技术现状

１）前苏联ＵＣＧ技术。前苏联是世界上进行煤炭地下气化试验研究最早的国家，也是地下气化工业应用最成功的国家之一，我国目前比较先进的煤炭地下气化技术主要是在前苏联技术基础上发展起来的。

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前苏联最初试验于１９３３年，到２０世纪６０年代初期，在莫斯科近郊、顿巴斯和库兹巴斯已有５个商业规模的地下气化试验区，利用气化技术已回收了约１５００万ｔ煤，生产煤气超过５００亿ｍ３，所生产的煤气用于发电或工业燃料。１９４２年苏联在莫斯科近郊煤田又试验成功无井式地下气化炉，同时还发展了各种贯通技术，由过去的渗透技术转向定向钻孔贯通技术，以求得长距离贯通。在气化技术上，他们对气化剂进行了试验，由过去的鼓入空气得到低热值煤气转向鼓入氧气得到中热值煤气，大大提高了煤炭地下气化技术的水平，从而在苏联和世界各国得到推广。

该地下气化技术的优点表现在：ａ进，形成渗滤气化通道；ｂ

逆向火力燃烧 ＋定向钻

采用 Ｕ型结构实现煤层预热，减

小热损，提高气化效率；ｃ实现多点移动注气、多孔稳定出气，保证煤气产量；ｄ

缺点表现在：ａ

实现中等规模生产。

气化钻孔比较多，气化炉成本高；ｂ

缺少富氧和纯氧运行经验。

对地

质水文要求比较高；ｃ

２）美 国 ＣＲＩＰ （ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｔｒａｃｔｉｏｎｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｏｉｎｔ，受控注入点后退气化）工艺。美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 １９７６年开始研究地下煤气化，在模拟研究和实验室研究的基础上，研发出受控注入点后退气化工艺 （ＣＲＩＰ）。这种新工艺把定向钻进和反向燃烧结合在一起，定向钻孔先打垂直注入孔和产气孔，到达煤层后，从注入孔沿煤层底板继续打水平孔，直到与产气孔底

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部相交，然后在钻孔中下套管。开始气化时，用移动点火器在靠近产气孔的第一个注入点烧掉一段套管，并点燃煤体，燃烧空穴不断扩展，一直烧到煤层顶板，待顶板开始塌落时，注入点后退相当于一个空穴宽度的距离，再用点火器烧掉一段套管，形成新的燃烧带，如此逐段向垂直注入孔推进。

该地下气化技术的优点表现在：ａ面控制；ｂ孔堵塞；ｃ

注气点移动实现气化工作

热解带减小，气化效率提高，减少了通道堵塞及钻从事了富氧试验。

点火操作比较复杂；ｂ

缺点表现在：ａ

气 化 规 模 小，生产不连续不适用于规模生产。

３）加拿大 εＵＣＧＴＭ技术。成立于 １９９４年的加拿大 ＥｒｇｏＥｘｅｒｇｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司的地下煤气化技术是目前最受关注的技术之一，近年其专有的εＵＣＧＴＭ技术已被多个国家的多个公司选用来建设试验装置 （表 ３）。

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该方法基于前苏联地下煤气化开采技术，利用煤层中已存在的天然通道并对其进行改良，建立连接注入井和生产井之间的通道来解决无法建立有效贯通通道问题。

２.２ 国内技术现状

我国煤炭地下气化试验研究发展主要在 ２０世纪 ８０年代以后。目前也由实验室试验研究、现场试验研究逐步转向工业示范生产应用，开发了具有自主知识产权的煤炭地下气化技术。目前工业示范情况比较好的是新矿集团 （有井式技术）和新奥集团 （无井式技术），它们都与中国矿业大学进行合作。

１）新矿集团 “有井式”ＵＣＧ技术。新矿集团地下煤气化 １９９９年开始试验研究工作，２０００年 ３月点火成功，同年 ７月正式向 １万余户居民供生活用燃气。于 ２００１—２００２年相继建成了协庄气化站、鄂庄气化站 （一期），并一次点火成功。目前日产气量达到 １０万 ｍ３，煤气热值达到 １１.２６ＭＪ／ｍ３。２００２年 地下煤层气化申报了国家“８６３”计划 “煤炭地下气化稳定控制技术的研究”课题，获得科技部批准并被列入中国 “８６３”计划和试验基地。 ２）新奥集团 “无井式”ＵＣＧ技术。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，与中国矿业大学和乌兹别克斯坦 Ａｎｇｒｅｎ气化站共同开展 “无井式煤炭地下气化试验项目”研究。同年 １０月，我国首套日产煤气１５万 ｍ３／ｄ的无井式煤炭地下气化试验系统和生产系统一次点火成功。该试验现场已具备供热、发电、