煤炭地下气化技术可行性分析与建议.
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1888年俄国化学家门捷列夫提出了地下气化的基本工 艺。
1907年通过钻孔向点燃的煤层注入空气和蒸汽的地下 气化技术在英国取得专利权。
1912年，英国化学家威廉·上南姆塞在达勒姆煤田首次 进行地下气化试验。
1933年，前苏联开始进行地下气化现场试验。 并在1940~1961年先后在莫斯科近郊煤田和顿涅茨克
1976年，比利时和原西德签署了深部煤层地下气化试 验协议，1979年在比利时成立了地下气化研究所，进 行UCG实验室研究和现场试验。
1978~1987年，在比利时的图林（Thulin）采用高压 气化进行现场试验，试验生产的煤气用于发电。采用 小直径定向钻孔和CRIP工艺，试验基本成功。
1991年10月到1998年12月，6个欧盟成员国组织成立 了欧洲地下煤炭气化工作组，在西班牙特鲁埃尔 （Teruel）对地表下深500~700m，厚度为2m的煤层 采用定向钻孔和CRIP工艺进行现场气化试验，煤气热 值达10.9MJ/m3。这次试验解决了一系列技术问题， 工作组准备在此基础还将进一步进行商业规模的试验。
无井式地下气化有单孔式和渗透式两种 方式。
3、地下气化站地面系统组成
钻机及贯通设备 鼓风和蒸汽系统 煤气冷却净化系统 煤气输送管道 计量系统
二、国内外煤炭地下气化发展 现状和趋势
（一）国外煤炭地下气化技术发展现状
1868年德国科学家威廉·西蒙斯首先提出了煤炭地下气 化（UCG）的概念。
英国、澳大利亚、日本、新西兰、印度、泰国、朝鲜 和乌克兰等国也对地下气化进行了研究或开发工作。
国外重要的煤炭地下气化试验 和典型煤气组成
（二）我国煤炭地下气化技术发展现状
1 现场试验阶段：
1958年，我国在山西大同、吉林蛟河、黑龙江鹤岗 兴山等煤矿进行了地下气化试验，生产出可燃煤气。
1959年9月28日，在安徽广德独山东川岭建立煤炭 地下气化站，同年12月14日获得可燃煤气，供小型 煤气机和蒸汽机发电。
1994年以后，徐州新河煤矿的半工业性试验、唐山刘庄煤矿 的工业性试验、依兰及鹤壁等煤矿的“小型矿井式煤炭气化 技术”工业性试验等研究成果相继通过部、省级鉴定，从此 地下气化开始进入工业性试验阶段。
（3）干馏干燥区： 无氧的高温气流进入干馏干燥区，热作用使煤层中的挥发物 质析出，形成焦炉煤气（可燃组分主要是H2、CO和CH4）。
（二）煤炭地下气化方法
煤炭地下气化方法可分为有井式、无井式和并用式三 类。
有井式需要进行地下作业，挖掘竖井和水平巷道。 无井式只需从地面钻孔，并完成两个钻孔之间气化通
道的贯通，不必进行井下作业。
1、有井式
有井式地下气化方法可分为室式、钻孔法和气流法三 种。
室式气化法需要开凿竖井和平巷，再把打开的煤层用 岩石砌筑成气化室，气化剂从一个竖井鼓人，在气化 室煤层中气化后，生成煤气从另一个竖井排出。
2、无井式
无井式地下气化方法只需在地面上钻孔 以及钻孔之间煤层的Baidu Nhomakorabea通。
气化过程的化学反应
（1）氧化区： 气化剂中的氧和炽热的煤中碳发生多相化学反应产生并释放 出大量的热： C+O2=CO2+393.9 kJ 2C+O2=2CO+231.4 kJ
（2）还原区： 气流继续向前流动，CO2和H2O在炽热的煤层表面分别发生还 原反应： CO2+C=2CO―162.4 kJ H2O+C=H2+CO―131.5 kJ 甲烷化反应：CO+3H2=CH4+H2O―206.4 kJ
煤炭地下气化因具有突出优点，深受世界各国的重视，被誉为第 二代采煤方法。早在1979年联合国“世界煤炭远景会议”就指出： 发展煤炭地下气化是世界煤炭开采的研究方向之一，是从根本上 解决传统开采方法存在一系列技术和环境问题的重要途径。为此， 世界各国相继投入了大量人力、物力进行研究和开发，取得了一 定成果。1992年我国制定的科学技术中长期发展纲要“白皮书” 明确提出:“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”。
2 停滞阶段：
因绝大部分试验是依据自然条件进行的，试验和应 用与生产脱节，地下气化所生产的煤气未能真正发 挥作用，因此1962年以后基本上停止了试验。
3 发展阶段：
1985年，徐州马庄矿进行地下气化现场试验取得成功后，国 内地下气化试验受到重视，尤其在20世纪90年代中后期进入 了一个快速发展时期。
煤炭地下气化技术 可行性分析与建议
一、煤炭地下气化原理与方法
煤炭地下气化UCG（underground coal gasification）是将地下的 煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃 气体或原料气的过程。
煤炭地下气化集建井、采煤、转化工艺为一体，开发清洁能源与 化工原料，改传统的物理采煤为化学采煤，提取煤中有用含能组 分，实现煤炭清洁开采，具有安全性好、投资少、见效快、效益 高的优点。
（一）煤炭地下气化原理
➢ 煤炭地下气化原理与一般的煤气化 原理相同，区别在于它的气化炉直 接设在地下煤层，将空气或氧气或 水蒸气鼓入地下煤层的反应区，生 成的煤气由钻孔排出，主要成分是 H2、CO、CO2、N2和少量的CH4、 H2S和O2，残存的灰渣留在原处。
➢ 从地面向煤层施工两个钻孔1、2， 通过火力、电力、水力或定向钻进 等方法将两孔贯通形成气化通道， 在连通的空腔内点燃煤层进行气化 反应。空气或水蒸汽从孔1压入， 产生的煤气从孔2排出，获得煤炭 资源有用组分。
煤田等地建成5个试验性气化站，已气化了1500多万t 煤炭，获得50多亿m3的商品煤气。
美国地下气化研究试验投入了大量资金。 七十年代能源危机期间，组织了28个大学和科
研机构，在俄怀明州进行了大规模、有计划的 科研工作。 到80年代中期，累计进行了29次实验室和现场 实验，气化煤炭4万t，纯氧气化煤气热值最高 达14MJ/m3。 1987年，劳伦斯利弗莫尔国家实验室在洛基山 1号进行注入点控制后退（CRIP）气化新工艺 试验，它是地下气化技术的一种新模式，是 UCG技术的一项重大突破。 与此同时也进行了扩展贯通井孔（ELW）模式 试验，气化的气化剂采用了富氧/水蒸气或氧 气/水蒸气，获得了不同组成的中热值煤气。
1907年通过钻孔向点燃的煤层注入空气和蒸汽的地下 气化技术在英国取得专利权。
1912年，英国化学家威廉·上南姆塞在达勒姆煤田首次 进行地下气化试验。
1933年，前苏联开始进行地下气化现场试验。 并在1940~1961年先后在莫斯科近郊煤田和顿涅茨克
1976年，比利时和原西德签署了深部煤层地下气化试 验协议，1979年在比利时成立了地下气化研究所，进 行UCG实验室研究和现场试验。
1978~1987年，在比利时的图林（Thulin）采用高压 气化进行现场试验，试验生产的煤气用于发电。采用 小直径定向钻孔和CRIP工艺，试验基本成功。
1991年10月到1998年12月，6个欧盟成员国组织成立 了欧洲地下煤炭气化工作组，在西班牙特鲁埃尔 （Teruel）对地表下深500~700m，厚度为2m的煤层 采用定向钻孔和CRIP工艺进行现场气化试验，煤气热 值达10.9MJ/m3。这次试验解决了一系列技术问题， 工作组准备在此基础还将进一步进行商业规模的试验。
无井式地下气化有单孔式和渗透式两种 方式。
3、地下气化站地面系统组成
钻机及贯通设备 鼓风和蒸汽系统 煤气冷却净化系统 煤气输送管道 计量系统
二、国内外煤炭地下气化发展 现状和趋势
（一）国外煤炭地下气化技术发展现状
1868年德国科学家威廉·西蒙斯首先提出了煤炭地下气 化（UCG）的概念。
英国、澳大利亚、日本、新西兰、印度、泰国、朝鲜 和乌克兰等国也对地下气化进行了研究或开发工作。
国外重要的煤炭地下气化试验 和典型煤气组成
（二）我国煤炭地下气化技术发展现状
1 现场试验阶段：
1958年，我国在山西大同、吉林蛟河、黑龙江鹤岗 兴山等煤矿进行了地下气化试验，生产出可燃煤气。
1959年9月28日，在安徽广德独山东川岭建立煤炭 地下气化站，同年12月14日获得可燃煤气，供小型 煤气机和蒸汽机发电。
1994年以后，徐州新河煤矿的半工业性试验、唐山刘庄煤矿 的工业性试验、依兰及鹤壁等煤矿的“小型矿井式煤炭气化 技术”工业性试验等研究成果相继通过部、省级鉴定，从此 地下气化开始进入工业性试验阶段。
（3）干馏干燥区： 无氧的高温气流进入干馏干燥区，热作用使煤层中的挥发物 质析出，形成焦炉煤气（可燃组分主要是H2、CO和CH4）。
（二）煤炭地下气化方法
煤炭地下气化方法可分为有井式、无井式和并用式三 类。
有井式需要进行地下作业，挖掘竖井和水平巷道。 无井式只需从地面钻孔，并完成两个钻孔之间气化通
道的贯通，不必进行井下作业。
1、有井式
有井式地下气化方法可分为室式、钻孔法和气流法三 种。
室式气化法需要开凿竖井和平巷，再把打开的煤层用 岩石砌筑成气化室，气化剂从一个竖井鼓人，在气化 室煤层中气化后，生成煤气从另一个竖井排出。
2、无井式
无井式地下气化方法只需在地面上钻孔 以及钻孔之间煤层的Baidu Nhomakorabea通。
气化过程的化学反应
（1）氧化区： 气化剂中的氧和炽热的煤中碳发生多相化学反应产生并释放 出大量的热： C+O2=CO2+393.9 kJ 2C+O2=2CO+231.4 kJ
（2）还原区： 气流继续向前流动，CO2和H2O在炽热的煤层表面分别发生还 原反应： CO2+C=2CO―162.4 kJ H2O+C=H2+CO―131.5 kJ 甲烷化反应：CO+3H2=CH4+H2O―206.4 kJ
煤炭地下气化因具有突出优点，深受世界各国的重视，被誉为第 二代采煤方法。早在1979年联合国“世界煤炭远景会议”就指出： 发展煤炭地下气化是世界煤炭开采的研究方向之一，是从根本上 解决传统开采方法存在一系列技术和环境问题的重要途径。为此， 世界各国相继投入了大量人力、物力进行研究和开发，取得了一 定成果。1992年我国制定的科学技术中长期发展纲要“白皮书” 明确提出:“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”。
2 停滞阶段：
因绝大部分试验是依据自然条件进行的，试验和应 用与生产脱节，地下气化所生产的煤气未能真正发 挥作用，因此1962年以后基本上停止了试验。
3 发展阶段：
1985年，徐州马庄矿进行地下气化现场试验取得成功后，国 内地下气化试验受到重视，尤其在20世纪90年代中后期进入 了一个快速发展时期。
煤炭地下气化技术 可行性分析与建议
一、煤炭地下气化原理与方法
煤炭地下气化UCG（underground coal gasification）是将地下的 煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃 气体或原料气的过程。
煤炭地下气化集建井、采煤、转化工艺为一体，开发清洁能源与 化工原料，改传统的物理采煤为化学采煤，提取煤中有用含能组 分，实现煤炭清洁开采，具有安全性好、投资少、见效快、效益 高的优点。
（一）煤炭地下气化原理
➢ 煤炭地下气化原理与一般的煤气化 原理相同，区别在于它的气化炉直 接设在地下煤层，将空气或氧气或 水蒸气鼓入地下煤层的反应区，生 成的煤气由钻孔排出，主要成分是 H2、CO、CO2、N2和少量的CH4、 H2S和O2，残存的灰渣留在原处。
➢ 从地面向煤层施工两个钻孔1、2， 通过火力、电力、水力或定向钻进 等方法将两孔贯通形成气化通道， 在连通的空腔内点燃煤层进行气化 反应。空气或水蒸汽从孔1压入， 产生的煤气从孔2排出，获得煤炭 资源有用组分。
煤田等地建成5个试验性气化站，已气化了1500多万t 煤炭，获得50多亿m3的商品煤气。
美国地下气化研究试验投入了大量资金。 七十年代能源危机期间，组织了28个大学和科
研机构，在俄怀明州进行了大规模、有计划的 科研工作。 到80年代中期，累计进行了29次实验室和现场 实验，气化煤炭4万t，纯氧气化煤气热值最高 达14MJ/m3。 1987年，劳伦斯利弗莫尔国家实验室在洛基山 1号进行注入点控制后退（CRIP）气化新工艺 试验，它是地下气化技术的一种新模式，是 UCG技术的一项重大突破。 与此同时也进行了扩展贯通井孔（ELW）模式 试验，气化的气化剂采用了富氧/水蒸气或氧 气/水蒸气，获得了不同组成的中热值煤气。