研究與探討煤炭地下氣化點火方法的分析劉鑫,梁新星2,梁杰(1.中國礦業(yè)大學(xué)〈北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,北京100083;2新奧集團氣化采煤北京技術(shù)公司,北京100083)擴要: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燃問題。地下氣化的爐型按氣化通道可以分為兩種:無井式氣化爐和有井式氣化爐。無井式氣化由于鉆孔底部的煤層含水率增高和無氣化通道排煙等因素的影響常常會導(dǎo)致點火失敗,因此需要采用特殊方式進行點火,主要有硅烷點火法和化學(xué)凝國點火劑點火瀆。通過實驗驗證化學(xué)凝國點火劑點火法為最優(yōu)點火方法。關(guān)鍵詞:煤炭地下氣化;無井式;點火中圖分類號:TD844.6文獻標(biāo)識碼:A文章編號: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)是無井式氣化爐和有井式氣化爐2。無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)點礦井。煤炭地下氣化的首要條件是解決煤層的點1無井式氣化爐點火燃,一旦煤層點燃后,進行氣化,再加以有效的控?zé)o井式氣化爐煤層著火,存在著兩個不利的制利用,就可以實現(xiàn)穩(wěn)定產(chǎn)氣。壓力、地下水等各因素:一是鉆孔施工時,會使鉆孔底部的煤層含水種不可預(yù)知條件的存在,給煤層點火帶來了許多率增高;二是無氣化通道排煙。水汽化時將吸收困難,尋求合適的點火方法將會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,為了迅速著火中國煤化工火措施。常用CNMHG收稿日期:2008-10-28基金項目:國家自然科學(xué)基金資助項目(50574096作者簡介: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研究與探討的強迫點火方法是在鉆孔中投人熾熱煤炭,然后行,其井下沒有火源,其點火劑應(yīng)在兩個條件下能由鉆孔供風(fēng)這種點火方法必須用較高的供風(fēng)壓點燃,其一是點火劑通過管路能夠輸送,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單。為此,選擇氣體點火劑。氣體足以抵消包括水蒸發(fā)的散熱,點火過程往往會失點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)場采用這種方法點火時,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,要在高溫或式電點火方法,獲得了成功。點火狀態(tài)下才能燃燒。經(jīng)綜合考慮,選擇了遇氧點火器由鎳鉻絲制成,點火器用引火材料自燃的氣體——硅烷作為點火劑。(柴油浸泡過的木材、棉紗等)包裹,這一點火系2.1硅烷點火法統(tǒng)的優(yōu)點是:(1)明火迅速,避免了電阻絲點火硅烷在常溫常壓下為具有惡臭的無色氣體,時,緩慢的升溫過程將柴油蒸發(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用電器保仍能燃燒硅烷在氬氣中含2%,氮氣中含25%,護,不會產(chǎn)生電路;能向點火區(qū)域長時間提供一個氫氣中含1%時仍能著火,硅烷濃度在小于1%時外熱源使點火區(qū)域能夠維持在一個較高的溫度不燃,大于3%時自燃。1%~3%濃度時可能燃水平:(3)供風(fēng)膠管直接將新鮮空氣送給點火區(qū),燒。其燃燒反應(yīng)方程式如下:而煙氣也能順利排出,點火時采用脈動壓力供風(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,火焰溫度較般的點火過程按以下方法分幾個階段進低,在氬氣中含3%硅烷燃燒時火焰溫度為500600℃。硅烷常溫下穩(wěn)定,在300℃開始分解,(1)先進行冷試驗,然后根據(jù)冷試驗的結(jié)果600℃分解加速,1000℃時完全分解成硅和氫,即選擇點火鉆孔;SiH4→Si+2H2(2)在要建立火源的鉆孔內(nèi),測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)點火建立火源。siH4+2H2O→SiO2+4H2先對地下煤氣發(fā)生爐的所有鉆孔進行冷試SiH +2KOH H,0+K,SiO, +4H驗,根據(jù)冷試驗的結(jié)果,確定煤層的透氣性與選擇硅烷是強還原劑,與重金屬鹵化物激烈反應(yīng),點火鉆孔。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。可與潤滑油、脂的情況。肪反應(yīng),對幾乎所有的金屬無腐蝕性,有時玻璃中1.2有井式氣化爐點火的堿成分也能分解硅烷,溶解在二硫化碳中的硅對有井式氣化爐來說,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火裝置,點火裝置由普通電爐制作,用導(dǎo)線性我們選擇硅烷作為點火劑。由鉆孔引至地表或引至密閉墻以外。在氣化通2.2化學(xué)凝固點火劑點火法道里靠近進氣側(cè)一側(cè)布置三組點火煤堆,點火時在地下煤層往往會有很多水分,一般先采用先行鼓風(fēng),由出氣口測量甲烷的濃度,確信其在爆排水的方法,將水排出后采用電點火將煤層點燃炸極限以下,方能合閘點火。為了使氣化爐能快但是由于地下水位的不斷涌入,電點火器易損壞速升溫,在氣化通道中布置若干松散煤堆其斷面如何V中國煤化工情況下,考慮綜占?xì)饣ǖ罃嗝娴?/2左右,交錯布置43。合效CNMHG點。為此,新奧2特殊的點火方法集⊥仼宄屮心的科研人員經(jīng)過大量的試驗,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時間較長、且易在地下含水煤層點燃,點燃煤層后斜循二42009年第1期-Ⅱ研究與探討x不留或少留殘渣,對地下環(huán)境不造成污染的點點火方式采用電點火法?；饎?2)在含水、壓力等外在條件下,電點火器很該點火劑的反應(yīng)原理是羥基化學(xué)物質(zhì)與羧基容易損壞,雖可以點燃煤層,但易造成點火失敗?；衔镌谟H核極強的有機堿作用下,發(fā)生縮合反采用硅烷點火法可按要求隨時點燃按導(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,程度隨處點燃。高溫分解成醇燃燒放出大量的熱,從而點燃地下(3)硅烷點火對安全要求極高,且硅烷非常煤層。昂貴不易進行大規(guī)模煤炭地下氣化,為此研究并制成化學(xué)凝固點火劑,經(jīng)過試驗優(yōu)于電點火和硅[催化劑的制備縮合反應(yīng)}添加穩(wěn)定劑}添加助燃劑]烷點火的綜合效果。匚儲存卜[留樣標(biāo)記][凝成型]參考文獻:圖1工藝流程圖[1]梁杰.煤炭地下氣化過程穩(wěn)定性及控制技術(shù)該點火劑的生產(chǎn)工藝流程見圖I。所得產(chǎn)物[M].徐州:中國礦業(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)過試驗燃[2]梁杰余力“長通道大斷面”煤炭地下氣化新燒溫度和時間可以滿足煤炭地下氣化點火的工藝[].中國煤炭,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:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,20013結(jié)語[4]李耀娟,田玉璋于在平煤炭地下氣化M]沈陽:東北工學(xué)院出版社,1981點火是否成功對地下氣化正常進行非常關(guān)[5]余力煤炭地下氣化的過去和未來[J]礦業(yè)譯鍵,本文總結(jié)了常用的幾種點火方法:叢,1990(4):1-10(1)對于鉆井式煤炭地下氣化的點火是通過[6]張宏孟慶坤夏艷東遼河油田煤炭地下氣化點鉆井構(gòu)建氣化通道,點火在氣流通道中進行,一般火方式模型試驗研究[J]煤礦安全,2008(1):1-3希臘出臺新太陽能補助方案希臘于2009年1月通過了歐洲最優(yōu)惠的太陽能補助提案,提案中預(yù)計將有3GW的龐大容量。此補助囊一經(jīng)公布,將使希臘在未來三至四年間,成為歐洲最具潛力的太陽能市場之一。希臘通過太陽能裝置補助案,推行太陽能發(fā)電十年收購價格,希臘本島0.40歐元每千瓦時,各群島0.50歐元每千瓦時。另外,投資額超過十萬歐元的工程也將獲得40%的補助。新補助案還宣布了太陽能屋頂計劃,可享有較高的收購價格,補助時間為20年,但沒有資本補助。屋頂計劃目標(biāo)為無限期下超過750MW的客量,細(xì)節(jié)預(yù)計將于今年6月之前公布。投資希臘市場的德國太陽能公司 Envire solar近期將于希臘群島上建設(shè)其第一座安裝容量100kW的太陽能設(shè)施,預(yù)計于今年5月底完工。投資額為68萬歐元,將可荻得希臘政府40%的補助。加拿大能源技術(shù)公司 Sustainable Energy于進入希臘市場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的法案中國煤化工器的銷售。希臘補助案一通過, Sustainable Energy估計 SUNERGY變煩器HCNMHGW?！霰究?/p>