研究與探討煤炭地下氣化點(diǎn)火方法的分析劉鑫,梁新星2,梁杰(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)〈北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,北京100083;2新奧集團(tuán)氣化采煤北京技術(shù)公司,北京100083)擴(kuò)要:煤炭地下氣化的任務(wù)是將地下煤嶷資源轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w,首要條件就是解決煤層的點(diǎn)燃問(wèn)題。地下氣化的爐型按氣化通道可以分為兩種:無(wú)井式氣化爐和有井式氣化爐。無(wú)井式氣化由于鉆孔底部的煤層含水率增高和無(wú)氣化通道排煙等因素的影響常常會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火失敗,因此需要采用特殊方式進(jìn)行點(diǎn)火,主要有硅烷點(diǎn)火法和化學(xué)凝國(guó)點(diǎn)火劑點(diǎn)火瀆。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證化學(xué)凝國(guó)點(diǎn)火劑點(diǎn)火法為最優(yōu)點(diǎn)火方法。關(guān)鍵詞:煤炭地下氣化;無(wú)井式;點(diǎn)火中圖分類號(hào):TD844.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1004-3950(2009)01-0010-0Analysis of ignition technique in UCGLU Xin, LIANG Xin-xing, LIANG Jie(1. School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining and TechnologyBeijing 100083, China; 2. XinAo CGM Investment Co., Ltd, Beijing 100089, China)Abstract: The task of underground coal gasification is making the underground resource transform to flammable gas, theprimary condition of which is to solve the ignition problem of the coal seam. According to gasification tunnel the under-ground gasifier can be divided into two kinds: well and non-well. Because of the increase of moisture content of coalgeam at the bottom of drilling, the ignition of non-well gasification often fails. So the special way should be used toThe optimal ignition method is chemical solidified ignition agent ignition method verified by experime on method.complete the ignition. There are mainly silane ignition method and chemical solidified ignition agent igniteKey words: underground coal gasification; non-well; ignition0引言1傳統(tǒng)的點(diǎn)火方法煤炭地下氣化是一種融多學(xué)科為一體的綜合地下氣化的爐型按氣化通道可以分為兩種:性能源生產(chǎn)新技術(shù),屬第二代采煤方法,其任務(wù)是無(wú)井式氣化爐和有井式氣化爐2。無(wú)井式氣化將地下煤炭資源原地轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w。它將建爐的氣化通道是通過(guò)各種特殊的方法(火力滲井,采煤,氣化三大工藝合為一體,將物理采煤變透、水力壓裂、電貫通等)進(jìn)行貫通的;有井式氣為化學(xué)采煤,即把高分子固體煤轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿咏Y(jié)化爐的氣化通道是利用人工的掘巷的方法來(lái)鋪設(shè)構(gòu)的可燃?xì)怏w,因而具有安全性好,投資少效率氣化通道的,有井式氣化主要用于廢棄的高污染少,效益高等優(yōu)點(diǎn)礦井。煤炭地下氣化的首要條件是解決煤層的點(diǎn)1無(wú)井式氣化爐點(diǎn)火燃,一旦煤層點(diǎn)燃后,進(jìn)行氣化,再加以有效的控?zé)o井式氣化爐煤層著火,存在著兩個(gè)不利的制利用,就可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定產(chǎn)氣。壓力、地下水等各因素:一是鉆孔施工時(shí),會(huì)使鉆孔底部的煤層含水種不可預(yù)知條件的存在,給煤層點(diǎn)火帶來(lái)了許多率增高;二是無(wú)氣化通道排煙。水汽化時(shí)將吸收困難,尋求合適的點(diǎn)火方法將會(huì)給煤炭地下氣化熱量使散熱量增加,而煙氣的存在降低了碳粒表的發(fā)展帶來(lái)舉足輕重的作用。面的產(chǎn)執(zhí)量隆低因此,為了迅速著火中國(guó)煤化工火措施。常用CNMHG收稿日期:2008-10-28基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50574096作者簡(jiǎn)介:劉鑫(1982-),男河北香河人,碩士研究生,主要從事煤炭地下氣化的工藝研究10研究與探討的強(qiáng)迫點(diǎn)火方法是在鉆孔中投人熾熱煤炭,然后行,其井下沒(méi)有火源,其點(diǎn)火劑應(yīng)在兩個(gè)條件下能由鉆孔供風(fēng)這種點(diǎn)火方法必須用較高的供風(fēng)壓點(diǎn)燃,其一是點(diǎn)火劑通過(guò)管路能夠輸送,其二是著力將煙氣壓人煤層。如果所投人的熾熱的碳不火條件盡量簡(jiǎn)單。為此,選擇氣體點(diǎn)火劑。氣體足以抵消包括水蒸發(fā)的散熱,點(diǎn)火過(guò)程往往會(huì)失點(diǎn)火劑主要有烷烴類氣體,例如常規(guī)的氣體燃料敗,馬莊礦現(xiàn)場(chǎng)采用這種方法點(diǎn)火時(shí),因水蒸氣量為甲烷、乙烷、丙烷(C1—C6)以及硅烷。但是烷太大和供風(fēng)壓力不夠而未獲成功。后采用盲孔烴與空氣和氧氣自燃的可能性極少,要在高溫或式電點(diǎn)火方法,獲得了成功。點(diǎn)火狀態(tài)下才能燃燒。經(jīng)綜合考慮,選擇了遇氧點(diǎn)火器由鎳鉻絲制成,點(diǎn)火器用引火材料自燃的氣體——硅烷作為點(diǎn)火劑。(柴油浸泡過(guò)的木材、棉紗等)包裹,這一點(diǎn)火系2.1硅烷點(diǎn)火法統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:(1)明火迅速,避免了電阻絲點(diǎn)火硅烷在常溫常壓下為具有惡臭的無(wú)色氣體,時(shí),緩慢的升溫過(guò)程將柴油蒸發(fā)成油氣而產(chǎn)生爆可在室溫下著火,在空氣或鹵素氣體中發(fā)生爆炸炸;(2)鎳鉻絲串聯(lián)在電流為14A左右的電路性燃燒,即使用其他氣體稀釋如果溫度不夠低,中孔內(nèi)兩根導(dǎo)線為同極且地面有兩個(gè)用電器保仍能燃燒硅烷在氬氣中含2%,氮?dú)庵泻?5%,護(hù),不會(huì)產(chǎn)生電路;能向點(diǎn)火區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間提供一個(gè)氫氣中含1%時(shí)仍能著火,硅烷濃度在小于1%時(shí)外熱源使點(diǎn)火區(qū)域能夠維持在一個(gè)較高的溫度不燃,大于3%時(shí)自燃。1%~3%濃度時(shí)可能燃水平:(3)供風(fēng)膠管直接將新鮮空氣送給點(diǎn)火區(qū),燒。其燃燒反應(yīng)方程式如下:而煙氣也能順利排出,點(diǎn)火時(shí)采用脈動(dòng)壓力供風(fēng),SiH4+20,→SiO,+2H20壓力為0~0.3MPa,每間隔15min變化一次。燃燒產(chǎn)物為粉末狀氧化硅和水,火焰溫度較般的點(diǎn)火過(guò)程按以下方法分幾個(gè)階段進(jìn)低,在氬氣中含3%硅烷燃燒時(shí)火焰溫度為500600℃。硅烷常溫下穩(wěn)定,在300℃開(kāi)始分解,(1)先進(jìn)行冷試驗(yàn),然后根據(jù)冷試驗(yàn)的結(jié)果600℃分解加速,1000℃時(shí)完全分解成硅和氫,即選擇點(diǎn)火鉆孔;SiH4→Si+2H2(2)在要建立火源的鉆孔內(nèi),測(cè)定地下水的硅烷在中性或酸性水中比較穩(wěn)定,但是在堿流動(dòng)速度;性水中容易分解,反應(yīng)式如下(3)壓出或排除地下水(4)在鉆孔內(nèi)點(diǎn)火建立火源。siH4+2H2O→SiO2+4H2先對(duì)地下煤氣發(fā)生爐的所有鉆孔進(jìn)行冷試SiH +2KOH H,0+K,SiO, +4H驗(yàn),根據(jù)冷試驗(yàn)的結(jié)果,確定煤層的透氣性與選擇硅烷是強(qiáng)還原劑,與重金屬鹵化物激烈反應(yīng),點(diǎn)火鉆孔。在鉆孔內(nèi)壓出水后向鉆孔內(nèi)投入熾與氯、溴發(fā)生爆炸性反應(yīng),與四氯化碳激烈反應(yīng)熱的焦炭然后送入100-200m3/h的壓縮空氣因此對(duì)硅烷不能使用氟里昂滅火劑,硅烷可溶于建立火源后檢查燃燒產(chǎn)物的組成判斷火源形成乙醇、乙醚苯氯仿及四氯化硅。可與潤(rùn)滑油、脂的情況。肪反應(yīng),對(duì)幾乎所有的金屬無(wú)腐蝕性,有時(shí)玻璃中1.2有井式氣化爐點(diǎn)火的堿成分也能分解硅烷,溶解在二硫化碳中的硅對(duì)有井式氣化爐來(lái)說(shuō),可人工在氣化通道里烷遇到空氣也可發(fā)生爆炸根據(jù)硅烷的極易燃燒布置點(diǎn)火裝置,點(diǎn)火裝置由普通電爐制作,用導(dǎo)線性我們選擇硅烷作為點(diǎn)火劑。由鉆孔引至地表或引至密閉墻以外。在氣化通2.2化學(xué)凝固點(diǎn)火劑點(diǎn)火法道里靠近進(jìn)氣側(cè)一側(cè)布置三組點(diǎn)火煤堆,點(diǎn)火時(shí)在地下煤層往往會(huì)有很多水分,一般先采用先行鼓風(fēng),由出氣口測(cè)量甲烷的濃度,確信其在爆排水的方法,將水排出后采用電點(diǎn)火將煤層點(diǎn)燃炸極限以下,方能合閘點(diǎn)火。為了使氣化爐能快但是由于地下水位的不斷涌入,電點(diǎn)火器易損壞速升溫,在氣化通道中布置若干松散煤堆其斷面如何V中國(guó)煤化工情況下,考慮綜占?xì)饣ǖ罃嗝娴?/2左右,交錯(cuò)布置43。合效CNMHG點(diǎn)。為此,新奧2特殊的點(diǎn)火方法集⊥仼宄屮心的科研人員經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn),尋找并制成了一種發(fā)熱量高燃燒由于煤炭地下氣化大都是在深部煤層中進(jìn)時(shí)間較長(zhǎng)、且易在地下含水煤層點(diǎn)燃,點(diǎn)燃煤層后斜循二42009年第1期-Ⅱ研究與探討x不留或少留殘?jiān)?對(duì)地下環(huán)境不造成污染的點(diǎn)點(diǎn)火方式采用電點(diǎn)火法?；饎?。(2)在含水、壓力等外在條件下,電點(diǎn)火器很該點(diǎn)火劑的反應(yīng)原理是羥基化學(xué)物質(zhì)與羧基容易損壞,雖可以點(diǎn)燃煤層,但易造成點(diǎn)火失敗?；衔镌谟H核極強(qiáng)的有機(jī)堿作用下,發(fā)生縮合反采用硅烷點(diǎn)火法可按要求隨時(shí)點(diǎn)燃按導(dǎo)索伸縮應(yīng),脫去水生成凝固狀的脂;該種產(chǎn)物在著火后,程度隨處點(diǎn)燃。高溫分解成醇燃燒放出大量的熱,從而點(diǎn)燃地下(3)硅烷點(diǎn)火對(duì)安全要求極高,且硅烷非常煤層。昂貴不易進(jìn)行大規(guī)模煤炭地下氣化,為此研究并制成化學(xué)凝固點(diǎn)火劑,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)優(yōu)于電點(diǎn)火和硅[催化劑的制備縮合反應(yīng)}添加穩(wěn)定劑}添加助燃劑]烷點(diǎn)火的綜合效果。匚儲(chǔ)存卜[留樣標(biāo)記](méi)[凝成型]參考文獻(xiàn):圖1工藝流程圖[1]梁杰.煤炭地下氣化過(guò)程穩(wěn)定性及控制技術(shù)該點(diǎn)火劑的生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖I。所得產(chǎn)物[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2002在添加氧化劑發(fā)熱劑與穩(wěn)定劑后,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)燃[2]梁杰余力“長(zhǎng)通道大斷面”煤炭地下氣化新燒溫度和時(shí)間可以滿足煤炭地下氣化點(diǎn)火的工藝[].中國(guó)煤炭,2002,28(12)8-10[3]楊蘭和宋全有,李耀娟煤炭地下氣化工程[M要求。徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,20013結(jié)語(yǔ)[4]李耀娟,田玉璋于在平煤炭地下氣化M]沈陽(yáng):東北工學(xué)院出版社,1981點(diǎn)火是否成功對(duì)地下氣化正常進(jìn)行非常關(guān)[5]余力煤炭地下氣化的過(guò)去和未來(lái)[J]礦業(yè)譯鍵,本文總結(jié)了常用的幾種點(diǎn)火方法:叢,1990(4):1-10(1)對(duì)于鉆井式煤炭地下氣化的點(diǎn)火是通過(guò)[6]張宏孟慶坤夏艷東遼河油田煤炭地下氣化點(diǎn)鉆井構(gòu)建氣化通道,點(diǎn)火在氣流通道中進(jìn)行,一般火方式模型試驗(yàn)研究[J]煤礦安全,2008(1):1-3希臘出臺(tái)新太陽(yáng)能補(bǔ)助方案希臘于2009年1月通過(guò)了歐洲最優(yōu)惠的太陽(yáng)能補(bǔ)助提案,提案中預(yù)計(jì)將有3GW的龐大容量。此補(bǔ)助囊一經(jīng)公布,將使希臘在未來(lái)三至四年間,成為歐洲最具潛力的太陽(yáng)能市場(chǎng)之一。希臘通過(guò)太陽(yáng)能裝置補(bǔ)助案,推行太陽(yáng)能發(fā)電十年收購(gòu)價(jià)格,希臘本島0.40歐元每千瓦時(shí),各群島0.50歐元每千瓦時(shí)。另外,投資額超過(guò)十萬(wàn)歐元的工程也將獲得40%的補(bǔ)助。新補(bǔ)助案還宣布了太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃,可享有較高的收購(gòu)價(jià)格,補(bǔ)助時(shí)間為20年,但沒(méi)有資本補(bǔ)助。屋頂計(jì)劃目標(biāo)為無(wú)限期下超過(guò)750MW的客量,細(xì)節(jié)預(yù)計(jì)將于今年6月之前公布。投資希臘市場(chǎng)的德國(guó)太陽(yáng)能公司 Envire solar近期將于希臘群島上建設(shè)其第一座安裝容量100kW的太陽(yáng)能設(shè)施,預(yù)計(jì)于今年5月底完工。投資額為68萬(wàn)歐元,將可荻得希臘政府40%的補(bǔ)助。加拿大能源技術(shù)公司 Sustainable Energy于進(jìn)入希臘市場(chǎng)初期就已建立了合作伙伴網(wǎng)絡(luò),其中包括幾家希臘領(lǐng)先的系統(tǒng)整合商,但由于希臘近兩年來(lái)的法案中國(guó)煤化工器的銷售。希臘補(bǔ)助案一通過(guò), Sustainable Energy估計(jì) SUNERGY變煩器HCNMHGW?！霰究?/p>