煤炭地下气化技术发展现状及发展趋势

　　【摘要】合理的利用煤炭资源，发展煤炭地下气化技术是世界性共同关注的问题。本文对于我国煤炭地下气化技术发展现状进行了深入的专业分析，对于我国煤炭地下气化技术发展拟定了几点建议。

　　【关键词】煤炭；地下气化技术；现状；发展；建议

　　煤炭行业的发展在我国经济发展过程中占据十分重要的地位。煤炭资源的合理利用，煤炭地下气化技术的先进水平都是未来资源利用发展中必须面对的问题，人类逐渐意识到煤炭地下气化技术的重要性。根据我国可持续性发展战略，建设环境友好型社会目的，必须加大地下气化技术研发力度，保证社会的能源需求。

　　一、影响煤炭地下气化技术发展的原因

　　1、内在原因

　　地面气化技术开始于17世纪，到目前为止已经有300多年的发展历史，其设备，工艺，流程，原理都已经形成系统。煤炭地下气化技术的发展主要受到内部因素和外在因素两方面的影响。煤炭地下气化技术主要是将煤炭资源的采集和转化进行结合，在开采地直接的对于资源实行气化工艺，地下气化技术发展受到地堆积因素的影响，其产量，热值，煤气组分，气化效率等都不够稳定。煤的流量参数，热值参数，组分参数都会发生波动，这都是影响地下气化技术发展重要原因。

　　2、外部原因

　　煤炭地下气化技术和煤层气，天然气，石油的开发技术也大不相同，煤炭资源是直接的进行开采工作，在地下直接得将固体煤变成气体的加工，可是煤层气，天然气，石油都不必在地下进行处理加工，开采资金投入量相对还比较低，这些资源的大力开发利用影响了企业的技术发展完善，这是大环境下对于气化技术的影响外因。

　　二、煤炭地下气化技术发展现状

　　1、煤炭地下气化与燃气-蒸汽涡轮联合循环发电技术结合

　　将燃气-蒸汽联合循环发电和地下气化生产的合成气相结合，这是一种实现气化煤气合理应用的重要手段，例如2008年美国的公司在应用中将这技术与地面气化发电技术进行了对比，其的优点十分突出。地面气化发电每次生产100MW时，投入的成本比地下气化发电多23.56%，每发1MWH电的时候，地下气化成本相对减少46%，相对应的，投资回报期就不一样，差异性比较大。

　　2、煤地下气化与碳俘获，利用，封存结合

　　英国在相关的报告总结中曾得出，UCG-CCS技术是碳减排的重要技术，在应用中应该UCG与二氧化碳的俘获相结合，这样可以减低二氧化碳的排放量，对于人类社会的发展具有十分重要的意义。二氧化碳排放量的降低和零排放技术改革，必须是运用UCG-CCS技术，这是可持续发展技术中的有效途径。

　　3、煤地下气化与制氢结合

　　中国矿业大学余力教师所开发的新型地下气化技术就是运用了两阶段气化原理的移植，该技术的应用可以让气化后的H2含量达到60%到70%，含量成倍的增长，开发出来氢这种新型的能源。加拿大，美国，澳大利亚，英国等国家都十分的重视这种技术，这将渐渐的成为地下煤炭气化技术的发展趋势。欧洲已经在2007进行了专业的项目建设和研发，并且在2010年取得了项目的成功。

　　4、煤炭地下气化与燃料电池发电结合，达到发电零排放

　　目前很多的研究人员提出通过地下气化生产含有氢的煤气，在使用氢作为电池燃料，这项两者相结合的技术被称为UCG-AFC技术，成为研究领域的新方向。该项技术可以大量的产出氢气，于此同时进行了地质储藏和二氧化碳的俘获，在实际的生产过程中，煤气中的不可燃气体和二氧化碳被分离出来，生产出了合成气，纯氢，和低碳气。这种技术的生产过程，可以在地质构造的深处进行工作，控制转换过程的工具和方法很少。这项技术波及的范围比较大，需要地热，二氧化碳地质储藏，地下气化和增油回收各方面的专业人士共同完成。结合我国国情而言，地下气化技术的应用提高了煤炭资源的利用效果，现在我国的报废煤炭资源量已经达到了3000亿吨以上，我们可以应用“长通道，大断面，两阶段”等的地下气化技术进行资源的回收利用，将这些资源用于居民和工业使用，进一步的提高资源利用率。

　　三、对煤炭地下气化技术发展的建议

　　1、结合我国的技术发展状况而言，现今我国的煤炭地下气化技术还在实验性阶段，未来的发展将要面对很多的困难和问题，我们必须进行不断的探索和完善，加大对于监控技术的研究工作，克服地下气化工程中稳定工艺技术难点，改善原有的计算机模拟测控技术，相关的政府工作人员应该加大技术研发工作的重视程度，政府给予更多的支持，完善相应的政策体系，加大资金的投入力度，大力推进研究开发工作。

　　2、整个地下气化工作团队的总体素质要不断的提升。煤炭地下气化技术涉及到物理，化学，地质，采矿等多方面的专业知识，技术自身的科学含量比较高，还和热力学，燃烧学，煤化学，检测技术和检查方法等多门学科联系紧密，其对于工作人员的要求比较高，专业化水准必须达到标准要求，相关的工作人员必须不断的深造和学习，完善原有的知识结构体系，不断的接受新知识科技，跟上世界技术发展的脚步，适应工作需求。

　　3、为寻找到新的技术方式和出路，必须加强对于煤炭资源综合运用技术的研究工作，如今很多的企业都觉得煤炭地下气化技术的发展势头良好，必须注意的一点是，要把握技术发展的目的，将技术应用实现商业化，在项目实施前落实具体的用户，保证应用的效果。

　　4、开展燃烧后的地下气化炉体结构变化的研究，对于地面沉降状况进行准确的检查管理，必要的时候可以对于气化炉进行解剖，提高技术人员对于燃烧后炉体具体变化情况的了解，研究地表下陷的规律。在研究过程中不断的进行技术的改革和完善，结合实际修改炉型设计工作。

　　5、为了防止煤炭地下气化矿井稳定的气体成分和稳定产气，要对于地下工作系统的整体进行科学合理的监控管理，保证运行和气化炉的燃烧。现在我国的监控系统仍旧无法达到国际化的先进水平，研究人员应该加大工作力度，及时的向世界的先进技术学习，攻克原有的技术难关，建立更好的监控系统。

　　总而言之，我国煤炭工业的发展必须充分考虑煤炭资源储量情况，结合国际的技术发展现状，深入的分析影响煤炭地下气化技术发展的原因，不断的提升整个地下气化工作团队的总体素质，向世界的先进技术学习，寻找到新的技术方式和出路，不断的探索和完善，多方面共同努力，促进煤炭地下气化技术进步。

　　【参考文献】：

　　[1]余力.两阶段煤炭地下气化工业的应用[M].煤炭学报.2014

　　[2]朱明.低碳经济看煤地下气化[J].知识就是力量.2013

　　[3]王同章.煤炭气化原理与设备[J].北京机械工业出版社.2013

　　吕梁栋

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