煤炭地下氣化技術發展現狀及發展趨勢

呂梁棟

【摘要】：合理的利用煤炭資源，發展煤炭地下氣化技術是世界性共同關注的問題。本文對于我國煤炭地下氣化技術發展現狀進行了深入的專業分析，對于我國煤炭地下氣化技術發展擬定了幾點建議。

【關鍵詞】：煤炭；地下氣化技術；現狀；發展；建議

煤炭行業的發展在我國經濟發展過程中占據十分重要的地位。煤炭資源的合理利用，煤炭地下氣化技術的先進水平都是未來資源利用發展中必須面對的問題，人類逐漸意識到煤炭地下氣化技術的重要性。根據我國可持續性發展戰略，建設環境友好型社會目的，必須加大地下氣化技術研發力度，保證社會的能源需求

一 影響煤炭地下氣化技術發展的原因

1內在原因

地面氣化技術開始于17世紀，到目前為止已經有300多年的發展歷史，其設備，工藝，流程，原理都已經形成系統。煤炭地下氣化技術的發展主要受到內部因素和外在因素兩方面的影響。煤炭地下氣化技術主要是將煤炭資源的采集和轉化進行結合，在開采地直接的對于資源實行氣化工藝，地下氣化技術發展受到地堆積因素的影響，其產量，熱值，煤氣組分，氣化效率等都不夠穩定。煤的流量參數，熱值參數，組分參數都會發生波動，這都是影響地下氣化技術發展重要原因。

2外部原因

煤炭地下氣化技術和煤層氣，天然氣，石油的開發技術也大不相同，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利用影響了企業的技術發展完善，這是大環境下對于氣化技術的影響外因。

二 煤炭地下氣化技術發展現狀

1煤炭地下氣化與燃氣-蒸汽渦輪聯合循環發電技術結合

將燃氣-蒸汽聯合循環發電和地下氣化生產的合成氣相結合，這是一種實現氣化煤氣合理應用的重要手段，例如2008年美國的公司在應用中將這技術與地面氣化發電技術進行了對比，其的優點十分突出。地面氣化發電每次生產100MW時，投入的成本比地下氣化發電多23.56%，每發1MWH電的時候，地下氣化成本相對減少46%，相對應的，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，封存結合

英國在相關的報告總結中曾得出，UCG-CCS技術是碳減排的重要技術，在應用中應該UCG與二氧化碳的俘獲相結合，這樣可以減低二氧化碳的排放量，對于人類社會的發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改革，必須是運用UCG-CCS技術，這是可持續發展技術中的有效途徑。

3煤地下氣化與制氫結合

中國礦業大學余力教師所開發的新型地下氣化技術就是運用了兩階段氣化原理的移植，該技術的應用可以讓氣化后的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，這將漸漸的成為地下煤炭氣化技術的發展趨勢。歐洲已經在2007進行了專業的項目建設和研發，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電結合，達到發電零排放

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

三 對煤炭地下氣化技術發展的建議

1結合我國的技術發展狀況而言，現今我國的煤炭地下氣化技術還在實驗性階段，未來的發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，加大對于監控技術的研究工作，克服地下氣化工程中穩定工藝技術難點，改善原有的計算機模擬測控技術，相關的政府工作人員應該加大技術研發工作的重視程度，政府給予更多的支持，完善相應的政策體系，加大資金的投入力度，大力推進研究開發工作。

2整個地下氣化工作團隊的總體素質要不斷的提升。煤炭地下氣化技術涉及到物理，化學，地質，采礦等多方面的專業知識，技術自身的科學含量比較高，還和熱力學，燃燒學，煤化學，檢測技術和檢查方法等多門學科聯系緊密，其對于工作人員的要求比較高，專業化水準必須達到標準要求，相關的工作人員必須不斷的深造和學習，完善原有的知識結構體系，不斷的接受新知識科技，跟上世界技術發展的腳步，適應工作需求。

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

4開展燃燒后的地下氣化爐體結構變化的研究，對于地面沉降狀況進行準確的檢查管理，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，研究地表下陷的規律。在研究過程中不斷的進行技術的改革和完善，結合實際修改爐型設計工作。

5為了防止煤炭地下氣化礦井穩定的氣體成分和穩定產氣，要對于地下工作系統的整體進行科學合理的監控管理，保證運行和氣化爐的燃燒。現在我國的監控系統仍舊無法達到國際化的先進水平，研究人員應該加大工作力度，及時的向世界的先進技術學習，攻克原有的技術難關，建立更好的監控系統。

總而言之，我國煤炭工業的發展必須充分考慮煤炭資源儲量情況，結合國際的技術發展現狀，深入的分析影響煤炭地下氣化技術發展的原因，不斷的提升整個地下氣化工作團隊的總體素質，向世界的先進技術學習，尋找到新的技術方式和出路，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進步。

【參考文獻】：

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