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(wèn)題。本文對(duì)于我國(guó)煤炭地下氣化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了深入的專(zhuān)業(yè)分析，對(duì)于我國(guó)煤炭地下氣化技術(shù)發(fā)展擬定了幾點(diǎn)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(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)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(jìn)水平都是未來(lái)資源利用發(fā)展中必須面對(duì)的問(wèn)題，人類(lèi)逐漸意識(shí)到煤炭地下氣化技術(shù)的重要性。根據(jù)我國(guó)可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)目的，必須加大地下氣化技術(shù)研發(fā)力度，保證社會(huì)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(kāi)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(jìn)行結(jié)合，在開(kāi)采地直接的對(duì)于資源實(shí)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(huì)發(fā)生波動(dòng)，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(kāi)發(fā)技術(shù)也大不相同，煤炭資源是直接的進(jìn)行開(kāi)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(jìn)行處理加工，開(kāi)采資金投入量相對(duì)還比較低，這些資源的大力開(kāi)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(duì)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?xì)?蒸汽渦輪聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)結(jié)合

將燃?xì)?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(shí)現(xiàn)氣化煤氣合理應(yīng)用的重要手段，例如2008年美國(guó)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(jìn)行了對(duì)比，其的優(yōu)點(diǎn)十分突出。地面氣化發(fā)電每次生產(chǎn)100MW時(shí)，投入的成本比地下氣化發(fā)電多23.56%，每發(fā)1MWH電的時(shí)候，地下氣化成本相對(duì)減少46%，相對(duì)應(yīng)的，投資回報(bào)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(guó)在相關(guān)的報(bào)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(duì)于人類(lèi)社會(huì)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(yùn)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(guó)礦業(yè)大學(xué)余力教師所開(kāi)發(fā)的新型地下氣化技術(shù)就是運(yùn)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(dá)到60%到70%，含量成倍的增長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)出來(lái)氫這種新型的能源。加拿大，美國(guó)，澳大利亞，英國(guó)等國(guó)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(shì)。歐洲已經(jīng)在2007進(jìn)行了專(zhuān)業(yè)的項(xiàng)目建設(shè)和研發(fā)，并且在2010年取得了項(xiàng)目的成功。

4煤炭地下氣化與燃料電池發(fā)電結(jié)合，達(dá)到發(fā)電零排放

目前很多的研究人員提出通過(guò)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(xiàng)兩者相結(jié)合的技術(shù)被稱(chēng)為UCG-AFC技術(shù)，成為研究領(lǐng)域的新方向。該項(xiàng)技術(shù)可以大量的產(chǎn)出氫氣，于此同時(shí)進(jìn)行了地質(zhì)儲(chǔ)藏和二氧化碳的俘獲，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，煤氣中的不可燃?xì)怏w和二氧化碳被分離出來(lái)，生產(chǎn)出了合成氣，純氫，和低碳?xì)狻＿@種技術(shù)的生產(chǎn)過(guò)程，可以在地質(zhì)構(gòu)造的深處進(jìn)行工作，控制轉(zhuǎn)換過(guò)程的工具和方法很少。這項(xiàng)技術(shù)波及的范圍比較大，需要地?zé)?，二氧化碳地質(zhì)儲(chǔ)藏，地下氣化和增油回收各方面的專(zhuān)業(yè)人士共同完成。結(jié)合我國(guó)國(guó)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(guó)的報(bào)廢煤炭資源量已經(jīng)達(dá)到了3000億噸以上，我們可以應(yīng)用“長(zhǎng)通道，大斷面，兩階段”等的地下氣化技術(shù)進(jìn)行資源的回收利用，將這些資源用于居民和工業(yè)使用，進(jìn)一步的提高資源利用率。

三 對(duì)煤炭地下氣化技術(shù)發(fā)展的建議

1結(jié)合我國(guó)的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r而言，現(xiàn)今我國(guó)的煤炭地下氣化技術(shù)還在實(shí)驗(yàn)性階段，未來(lái)的發(fā)展將要面對(duì)很多的困難和問(wèn)題，我們必須進(jìn)行不斷的探索和完善，加大對(duì)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(diǎn)，改善原有的計(jì)算機(jī)模擬測(cè)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(jìn)研究開(kāi)發(fā)工作。

2整個(gè)地下氣化工作團(tuán)隊(duì)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(zhuān)業(yè)知識(shí)，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(cè)技術(shù)和檢查方法等多門(mén)學(xué)科聯(lián)系緊密，其對(duì)于工作人員的要求比較高，專(zhuān)業(yè)化水準(zhǔn)必須達(dá)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(shí)結(jié)構(gòu)體系，不斷的接受新知識(shí)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(qiáng)對(duì)于煤炭資源綜合運(yùn)用技術(shù)的研究工作，如今很多的企業(yè)都覺(jué)得煤炭地下氣化技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭良好，必須注意的一點(diǎn)是，要把握技術(shù)發(fā)展的目的，將技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，在項(xiàng)目實(shí)施前落實(shí)具體的用戶(hù)，保證應(yīng)用的效果。

4開(kāi)展燃燒后的地下氣化爐體結(jié)構(gòu)變化的研究，對(duì)于地面沉降狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的檢查管理，必要的時(shí)候可以對(duì)于氣化爐進(jìn)行解剖，提高技術(shù)人員對(duì)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(guò)程中不斷的進(jìn)行技術(shù)的改革和完善，結(jié)合實(shí)際修改爐型設(shè)計(jì)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(duì)于地下工作系統(tǒng)的整體進(jìn)行科學(xué)合理的監(jiān)控管理，保證運(yùn)行和氣化爐的燃燒?，F(xiàn)在我國(guó)的監(jiān)控系統(tǒng)仍舊無(wú)法達(dá)到國(guó)際化的先進(jìn)水平，研究人員應(yīng)該加大工作力度，及時(shí)的向世界的先進(jìn)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(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展必須充分考慮煤炭資源儲(chǔ)量情況，結(jié)合國(guó)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(gè)地下氣化工作團(tuán)隊(duì)的總體素質(zhì)，向世界的先進(jìn)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(jìn)煤炭地下氣化技術(shù)進(jìn)步。

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