山西宁武小庄煤炭地下气化示范工程项目

山西宁武小庄煤炭地下气化示范工程项目

发布时间：2014年06月23日字体大小：【大中小】

经过山西省发改委、华北科技学院和北京中矿宝源科技有限公司的积极努力，6月9日，国家能源局出具了《关于同意山西宁宝煤炭地下气化有限公司小庄煤炭地下气化示范工程项目开展前期工作的函》（国能煤炭【2014】246号）。这是国家能源局同意建设的我国第一个煤炭地下气化示范项目。

项目一期日产粗煤气20万标方，二期规模为日产煤气100万标方。

该项目的可行性研究报告（初稿）及初步设计说明书均由华北科技学院完成，由北京中矿科能煤炭地下气化技术研究中心提供专利技术支持。可研通过了中国国际咨询公司的专家评审。项目环境影响评价报告的重要数据由华北科技学院和北京中矿科能煤炭地下气化技术研究中心提供。

华北科技学院李文军博士多次前往国家能源局煤炭司，向司局领导汇报煤炭地下气化技术情况。该校的煤炭地下气化技术研发工作获得了领导的高度重视。

山西宁武小庄煤炭地下气化示范工程项目的建设，对我国掌握煤炭地下气化先进技术的主动权，具有重要意义。

煤炭地下气化的经济性问题

发布时间：2013年09月08日字体大小：【大中小】

以某实际项目为例：

1、生产规模

项目首期设计布置两个气化工作面，日产煤气10～20万Nm3，生产的煤气平均热值约900～1600kcal/m3；

受首期资源量的限制（见图4），最多可建设6个气化工作面，最高日产气量为为30～60万Nm3，稳定产气周期约两年左右。

每个气化工作面（见图1）的最小宽度为70米左右，长度与煤层的赋存条件有关，但最长不应超过300米；长度短则生产周期短，长度大则操作压力增大，可能导致煤气的泄漏。

所以，只要可气化的煤炭资源足够，在当前的煤炭地下气化技术条件下，日产气规模达到300万Nm3以上是没有问题的。

2、投资情况

项目总投资3049.18万元，其中矿井修复投资1217.03万元，测控系统、数据分析系统、煤气净化、气化剂生产等投资约为1200万元。

扩建气化工作面的追加投资与实际的资源条件有关，一般不会超过300万元，甚至追加投资为零。

3、煤气成本

地下气化煤气的成本与气化资源的条件、采用的气化剂、产气规模等有关。

有井式，产气规模为50万Nm3/d，煤气简单净化（用作工业燃料），关闭矿井的主要设施基本完好，一般有（不计工程煤收入抵减投资）：

(1)空气气化，投资约6000万元，煤气热值1200kcal/Nm3，成本约0.1元/Nm3，换算成天然气（按热值比例，天然气价格按2.3元/立方米，天然气热值为8700大卡／立方米）为0.725元/立方米。

(2)富氧气化，投资约8000万元，煤气热值2200kcal/Nm3，成本约0.20元/Nm3，换算成天然气（按热值比例，天然气价格按2.3元/立方米，天然气热值为8700大卡／立方米）为1.45元/立方米。

4、发电问题

（1）采用国产燃气机组发电，国内运用较多，特别是煤层气、瓦斯抽放的发电项目；

a、采用胜利油田的燃气发电机组，建设煤炭地下气化发电项目；

b、煤炭地下气化产气规模60万标方/天，煤气热值960大卡/标方，地下气化工程投资约为6000万元（不包括发电部分，不含工程煤收入抵减）；

c、总发电规模为约8.5MW，共需要400kw的机组50台（由于煤气热值低，实际输出功率约170kw/台），发电部分的投资约为8700万元；

d、总投资14700万元，建设周期约12个月；发电成本约0.3～

0.5元/kwh；

（2）、燃气轮机+蒸汽轮机联合循环发电，技术可行，太原钢铁厂等的高炉煤气联合循环发电项目运转良好，其中高炉煤气的热值仅约760大卡/标方；

煤炭地下气化与地面气化相比，基建投资可降低60%左右，煤气生产成本约为0.15元/m3，大大低于地面气化煤气成本，如果利用地下气化煤气生产甲醇，则成本可降低40%以上。

有关发电的成本问题，以山西某煤矿的2#煤实施地下气化联合循环发电为例，计算数据如下表所示：

表1 煤炭地下气化联合循环发电（UGCC）项目实例数据

煤炭地下气化（UCG）部分

煤发热量

（kcal/kg）煤气热值

（kcal/m3）煤气产量

（万m3/天）吨煤产气量

（m3）年气化煤炭

（万吨）

4300 780 100 3750 8.9

联合循环发电(CCPP)部分

燃气轮发电机组

（MW）余热锅炉

（吨）蒸汽轮发电机组

（MW）年发电量

（亿度）发电成本

（元/kwh）

7.9 22.58 3.9 0.94 0.19

根据国内钢厂高炉煤气的CCPP发电项目运行实际，并结合UCG现场工业性试验数据分析，上述UGCC系统的总投资约0.8亿元，发电效率可达50%以上。

煤炭地下气化过程的安全问题

发布时间：2013年09月08日字体大小：【大中小】

（1）是否会爆炸

气化剂鼓入地下煤层，煤层燃烧过程中把气化剂中的氧气消耗，生成灼热的CO2气体，高温的CO2气体再和煤以及水发生反应，生成H2、CO以及其他可燃气体，因而，在良好的气化工艺控制下，煤气中的氧含量是在安全范围之下的，甚至氧含量为零，煤气不会发生爆炸。

在生产过程中，要对煤气中的氧含量实时监测，一旦氧气超标，就应该调节气化工艺，确保气化过程的安全。

（2）是否会造成地表塌陷

地下气化过程中，只是煤中的有效组分被转变成煤气，而岩石等物质仍然留在地下支撑燃空区；因而，地下气化比起人工采煤导致的地表塌陷要轻微的多。国内外的地下气化试验表明，地下气化对地表几乎没有影响。

（3）是否会造成地下水的污染

煤炭地下气化是否会造成地下水的污染，国内外并没有明确定论。虽然美国部分现场试验对地下水进行了长久的跟踪检测，结果表明，地下水并没有受到污染，但是对污染的担心，仍然成为国外停止地下气化试验的主要原因之一。