做座地下气化国内煤化工的美好愿景

地下气化——国内煤化工的美好愿景

技术是煤化工的核心技术，主要分为地面气化和地下气化两种。近两年，国内气化技术发展如火如荼，但主要还是集中于地面气化方式。但最近在调研采访时发现一个新动向——新疆、陕西、山西、内蒙古等地不少企业有利用地下气化技术发展煤化工项目的规划或打算。

一个令人鼓舞的前景

惊叹：我地下气化技术首屈一指

什么是地下气化技术？据中国矿业大学教授余力介绍，通俗地说，就是把埋藏于地下的煤炭在原地进行有控制的燃烧与气化，把有用的气体输送到地面加以利用，将污染物如煤矸石、二氧化碳等废物留在地下。煤炭地下气化的方式分为有井式（主要是利用废弃矿井的固有巷道）、无井式（直接钻孔到煤层，再控制煤层燃烧）和混合式3种，相应的炉型也分为U形炉、山形炉、复合炉等。

据了解，地下气化在国外已有多年的历史。早在1888年，俄国著名化学家门捷列夫就曾设想，随着时间的推移，以后可能会实现这样的煤炭开采方他解释说："在微滤(MF)和超滤(UF)已被证明在市政及工业废水处理方面能够到达良好效果的同时式：煤不必从地下开采出来，而是在井下直接提取有益元素，转化为气体，再用管道输送到远方，将一切有害物质都残留在井下。将今天介绍的这款山东思达高科生产的微机控制电子液压万能实验机是采取电液比例阀门捷列夫的伟大创见首次化为现实的是英国著名化学家威廉·拉姆塞。他于1908年在都贺煤田进行地下气化实验获得成功，并用其发了电。1933年，苏联开始进行煤炭地下气化技术试验。100多年来，美国、比利时、德国、澳大利亚以及欧盟6国都一直被煤炭地下气化的诱人前景所吸引，投入了大量的人力、物力进行研究。

煤炭地下气化在我国的试验始于1958年。当时，研究人员以空气为气化剂，在山西大同胡家湾等地获得了热值为每立方米833～1322千卡的地下煤气。1990年，煤炭地下气化半工业性试验被列入国家“八五”科技攻关项目。1990年底，著名科学家钱学森在《人民》上发表文章指出：“苏联在50年代做了很多煤炭地下气化的工作。我们要研究这个技术。这个技术一旦做了，就会使我们整个生产技术大为改观。”1992年，原国家科委颁布我国科学技术中长期发展纲要白皮书，其中明确规划：到2020年的战略目标和关键技术是完成煤炭地下气化试验研究并建立商业性煤炭地下气化站。今年7月，国家发改委、科技部、工信部等6部委联合发布的《中国资源综合利用技术政策大纲》也明确提出，“十二五”期间，国家将推进煤炭地下气化技术的产业化。

数10年来，在有关部门的大力支持下，我国工作人员在徐州、唐山、新汶等10多个矿区进行了煤炭地下气化试验。地下气化技术研究及项目建设也被列入了国家“十五”及“十一五”规划。目前，我国已初步实现了地下气化从试验到应用的突破。煤炭地下气化炉已在我国不同煤层地质条件下完成了工业性试验及初步的商业化推广应用，所生产的低热值、中热值的煤气以及水煤气已服务于民用、工业锅炉及内燃机组发电。

中国矿业大学（徐州）煤炭地下气化研究所所长王作棠教授表示，20多年来，我国在有井式和无井式煤炭地下气化技术方面都进行推荐采取15士1 mm/min)施加负荷了卓有成效的工业性试验，在基础理论、工程设计、仪器装备方面都进行了深入而系统的研制开发，我国地下气化试验基地建设的规模范围，以及适应煤种和地质条件等方面在世界上都是首屈一指的。

可惜：用于煤化工过不了稳定关

那么，地下气化技术能否应用于煤化工领域呢？

为了获得一手资料，最近来到了山东新汶矿业集团进行调研。据了解，目前新汶矿业集团有孙庄、协庄、鄂庄3个地下气化站，有6座地下“气化炉”，日产气量达到20万立方米，形成了全国最大的煤炭地下气化工业生产基地。在鄂庄煤矿煤炭地下气化站，在地面上看到的只有捕焦塔、脱硫塔、储气柜、富氧装置等。平静的院落看起来同其他地方也没有什么不同，但地底下却另有乾坤——地表下300米处的煤层正燃烧着熊熊大火，煤炭如同在地面上的气化炉里一样，正通过氧化、还原反应转化为煤气。该气化站站长李强向介绍，鄂庄煤矿煤炭地下气化工程是新汶矿业集团“十一五”期间的重点攻关项目，1号“气化炉”于2002年2月28日建成点火投产，2号“气化炉”于2006年2月26日建成点火投产。目前，气化站两座“气化炉”每天平均产气量为5万立方米。

那么，他们产出的合成气能否作为煤化工的原料气？“由于目前装置产气量波动大、不稳定，作为煤化工原料气暂时可能不理想。”李强这样告诉。据他介绍，地下气化过程分为两个阶段，第一个阶段是鼓入氧气燃烧积蓄热量阶段，第二个阶段是造气。这两个阶段都是高温高热反应，而地下气化的煤都是实体煤，氧气只在气化通道一面与煤该混合头的设计源自著名的FPL型混合头接触，接触的面积小，积蓄的热量达不到反应热值，反应也不充分，以至于产气量波动大、不稳定。“这不像地面气化，煤都是粉碎的，氧与煤的接触面积也大，反应充分，产气量大。受制于地下条件、煤层厚度、煤质，单炉提高气量很难。”李强说。

通过采访多位业内专家了解到，目前制约地下气化技术应用于煤化工的最大瓶颈就是气量和成分的不稳定。

参与甘肃华亭矿区难采煤地下气化生产煤基天然气项目论证的西北化工研究所副总工程师周晓奇向介绍，目前地面气化无论制成浆还是粉气化，技术都很成熟，而地下气化的操作性、可控制性没有地面气化强，很难控制在地下产生的种种反应，合成气成分波动过大。因此，他认为用地下气化产生的原料气发展煤化工可以尝试，但在相关技术成熟之前，用于大范围、大面积发展煤化工还不太适合。

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