（煤炭工業(yè)技術(shù)委員會(huì)，北京和平里北街21號(hào)，100713）

摘 要  近年來，我國(guó)煤炭行業(yè)相繼開展了地下氣化的實(shí)驗(yàn)研究，取得了可喜的成績(jī)，本文對(duì)10 次地下氣化進(jìn)行了分析、研究，并提出了今后的發(fā)展建議。 關(guān)鍵詞 地下氣化 發(fā)展 探討?yīng)?

1 煤炭地下氣化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀��

1.1 試驗(yàn)情況

(1)1987年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)在江蘇徐州馬莊煤礦進(jìn)行了無井式空氣連續(xù)氣化工藝試驗(yàn)。氣 化通道長(zhǎng)32m，連續(xù)2個(gè)月穩(wěn)定產(chǎn)氣，平均熱值4.2MJ／m��3，共產(chǎn)氣16萬m��3。��

(2)1994年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)完成了徐州新河二號(hào)井煤炭地下氣化半工業(yè)試驗(yàn)，采用長(zhǎng)通道 、大 斷面、兩階段煤炭地下氣化工藝，氣化通道長(zhǎng)168m，生產(chǎn)空氣煤氣平均熱值為5MJ／m��3。 ��

(3)1996年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)與唐山劉莊煤礦(唐山匯源煤炭地下氣化有限公司)在傾角為60 ～65°煤層中建立了2座氣化通道分別為120m和210m的氣化爐，至今已運(yùn)行超過4年，累積 生產(chǎn)煤 氣在1億m��3以上。在運(yùn)行期間分別生產(chǎn)了熱值為4．18～5．86MJ／m��３的空氣煤氣，煤氣 產(chǎn)量 可達(dá)10～12萬m��3／d；熱值為5．44～7．53MJ／m��3的半水煤氣和熱值為7．95～12．56MJ ／m��3的水煤氣。其中一部分空氣煤氣用于燒鍋爐，取得一定的效益。��

(4)〖JP2〗1997年河南省煤炭研究所與哈爾濱燃?xì)饣�工總公司在黑龍江依蘭煤礦，采用 礦井式 地下氣化技術(shù)，生產(chǎn)熱值平均為5MJ／m��3左右的煤氣。短時(shí)試驗(yàn)最高氣量達(dá)到6000m��3／h 。試驗(yàn)進(jìn)行了約3個(gè)月。〖JP〗��

(5)1998年鶴壁礦務(wù)局在鶴壁一礦采用礦井式地下氣化工藝進(jìn)行了約半年的工業(yè)試驗(yàn)。 日氣化22t煤，日產(chǎn)氣10萬m��3，平均熱值4．7MJ／m��3，應(yīng)用于蒸汽鍋爐，取得較 好的效果。��

(6)1998年河南煤研所、義馬煤業(yè)集團(tuán)、平煤集團(tuán)等單位在義馬北露天進(jìn)行了為期2．5個(gè)月 的試驗(yàn)，共氣化煤3470t，煤氣熱值平均為5MJ／m��3。��

(7)2000年新密煤炭工業(yè)公司在下莊河煤礦的三軟煤層中進(jìn)行了為期3個(gè)多月的空氣煤 氣試驗(yàn)，并做了短時(shí)間的水煤氣和富氧煤氣的試驗(yàn)。��

(8)2000年新汶礦業(yè)集團(tuán)和中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))合作，在孫村煤礦進(jìn)行了地下氣化 工業(yè)性 試驗(yàn)。該礦的煤層為緩傾斜薄煤層，2個(gè)氣化爐通道分別長(zhǎng)為64m和74m。成功生產(chǎn)了平均 熱值為10．54MJ／m��3的水煤氣，替代原兩段爐生產(chǎn)的水煤氣，供礦區(qū)1萬多戶作為生活用 燃?xì)猓�取得滿意效果。��

(9)2001年肥城礦業(yè)集團(tuán)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))合作，在曹莊礦近距離緩傾斜多煤 層同時(shí) 進(jìn)行氣化，每天可生產(chǎn)熱值為6，24MJ／m��3的煤氣2萬m��3或熱值4．16MJ／m��3以上的煤 氣4萬m��3。��

(10)2001年山西晉中地區(qū)昔陽煤炭化學(xué)總公司和中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))合作在李夫峪 煤礦 擬建10個(gè)氣化爐，單爐產(chǎn)氣8萬m��3。煤氣熱值9．59MJ／m��3。供給附近合成氨廠作化工原 料和鍋爐的燃料。目前剛剛點(diǎn)火，開始試驗(yàn)研究工作。

1.2 對(duì)上述10次試驗(yàn)的簡(jiǎn)要總結(jié)

（1）煤炭地下氣化幾次試驗(yàn)都是成功的。均可以較穩(wěn)定地生產(chǎn)出熱值為5MJ／m��3左右 的空氣煤氣、12MJ／m��3的水煤氣。��

（2）這10次試驗(yàn)的煤種，有無煙煤、瘦煤、氣煤、長(zhǎng)焰煤、焦煤等，均能產(chǎn)生煤氣， 但其氣體組分有所不同。氣化煤層厚度為1．8～8m左右。煤層傾角有13～14°的緩傾斜煤 層和70°左右的急傾斜煤層。��

（3）在這些試驗(yàn)中，新汶孫村礦已將煤氣用于1萬戶城鎮(zhèn)居民，并開展了煤氣發(fā)電的試 驗(yàn)研究工作。昔陽的氣化煤氣將供給化工廠做原料。試驗(yàn)之中的肥城曹莊礦也將煤氣進(jìn)行利 用。鶴壁礦務(wù)局正在進(jìn)行地下氣化煤氣用作民用煤氣的施工，其余多次試驗(yàn)均未能長(zhǎng)時(shí)間、 大規(guī)模的應(yīng)用。其中不少次只是點(diǎn)火，產(chǎn)氣3～4個(gè)月，煤氣放空燒了。��

（4）試驗(yàn)中對(duì)如何控制燃燒狀況和位置并連續(xù)穩(wěn)定的產(chǎn)氣研究不夠，控 制技術(shù)與系統(tǒng)也較簡(jiǎn)單，不能完全掌握氣化爐的運(yùn)行規(guī)律。��

（5）在爐體設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)尺寸，支護(hù)方式等方面尚缺乏完整的經(jīng)驗(yàn)和參數(shù)。對(duì)燃燒后的 爐子結(jié)構(gòu)變化，未開展相應(yīng)的研究工作。��

（6）煤炭地下氣化方式和地面氣化有很大的不同，特別是地下氣化產(chǎn)生的氣體組分如 何適應(yīng)用戶要求，如何在地面進(jìn)行降溫、脫硫，除塵等完整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，尚有待進(jìn)一步研 究。多次試驗(yàn)中大部分未形成完整的地面系統(tǒng)。��

（7）從經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行分析，地下氣化的成本要低于地面氣化。唐山的劉莊煤礦和新汶 的孫村煤礦作了較客觀的分析，其成本約為0．15～0．25元／m��3。��

近年幾個(gè)地下氣化礦井試驗(yàn)狀況表（略）

2 今后地下氣化技術(shù)發(fā)展建議

（1）目前我國(guó)的地下氣化技術(shù)仍處于工業(yè)試驗(yàn)階段，有很多問題需要去研究和探索。 因此國(guó)家和有關(guān)部門應(yīng)給予大力支持，制定相應(yīng)的政策，提供一定的措施和資金，推動(dòng)這方 面的研究工作。并應(yīng)組織協(xié)調(diào)，做好攻關(guān)工作，以期在較短的時(shí)間內(nèi)，使地下氣化技術(shù)真正 用于生產(chǎn)和應(yīng)用。��

（2）煤炭地下氣化的目的在于應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。當(dāng)前為了尋找煤炭的新出路，加強(qiáng)煤炭 綜合利用的研究，很多企業(yè)都看好煤炭地下氣化技術(shù)，但應(yīng)在開展項(xiàng)目之前要落實(shí)用戶，否 則將得不到應(yīng)有的效果。��

（3）提高熱值和生產(chǎn)適合于用戶的氣體組分是氣化技術(shù)的關(guān)鍵。目前地下氣化生產(chǎn)的 空氣煤氣熱值偏低，因此使應(yīng)用范圍受到限制。為了提高煤氣熱值和穩(wěn)定氣體組分，在過 去 的試驗(yàn)中采用生產(chǎn)半水煤氣、水煤氣和富氧煤氣等工藝，但目前這些工藝在技術(shù)裝備上，尚 需要進(jìn)一步開展研究。��

（4）對(duì)地下氣化爐燃燒和運(yùn)行進(jìn)行有效的控制，是煤炭地下氣化穩(wěn)定產(chǎn)氣和得到相對(duì) 穩(wěn)定 的氣體組分的保證手段。目前控制系統(tǒng)仍然比較簡(jiǎn)單，研究單位應(yīng)進(jìn)一步開展攻關(guān)，為地下 氣化爐建立起1套行之有效的測(cè)控系統(tǒng)，并應(yīng)重點(diǎn)放在燃燒位置和燃燒速度的控制技術(shù)上， 其中可靠的傳感元器件是很重要的。��

（5）地下氣化爐和地面設(shè)施的安全技術(shù)是搞好地下氣化的保障。要采取充分和必要的 措施，防止泄漏。還應(yīng)做好防爆和防火工作，并制定嚴(yán)格的規(guī)程，確保安全產(chǎn)氣。�� 

（6）開展燃燒后地下氣化爐體結(jié)構(gòu)變化及地面沉降狀況的研究，適時(shí)解剖1～2臺(tái)氣 化 爐，了解燃燒后爐體內(nèi)的狀況和地面的塌陷規(guī)律，這對(duì)于提高對(duì)煤炭地下氣化技術(shù)認(rèn)識(shí)，修 改爐型設(shè)計(jì)和改進(jìn)運(yùn)行規(guī)律的控制將起到很大作用。��

（7）建立煤炭地下氣化試驗(yàn)研究基地，選擇1～2個(gè)有代表性的煤種(煙煤、無煙煤等) ，煤層(厚度、傾角等)和用戶(民用燃料、發(fā)電、化工原料)作為試驗(yàn)基地，開展多項(xiàng)技術(shù)攻 關(guān)與研究，在成功的基礎(chǔ)上進(jìn)行推廣應(yīng)用。