地下气化效率

煤的地下气化过程，是将煤转化为可燃气体的过程，这一转化过程是通过对煤的热作用及化学作用在地下煤层中的反应空间进行的。地下气化效率是指气化煤气的热值与气化用煤热值的比值1。

概述煤炭地下气化是对地下煤层就地气化生产煤气的一种气化方法。在某些场合，如煤层埋藏很深，甲烷含量很高，或煤层较薄，灰分含量高，顶板状况险恶，进行开采既不经济又不安全时，如能采用地下气化方法则可以解决这些问题。故地下气化不仅是一种造气的工艺，而且也是一种有效利用煤炭的方法，实际上提高了煤炭的可采储量。此外，地下气 化可从根本上消除煤炭开采的地下作业，将煤层所含的能量以清结的方式输出地面，而残渣和废液则留在地下，从而大大减轻采煤和制气对环境造成的污染1。

效率影响因素煤的地下气化是非常复杂的物理和化学过程，影响煤气化效率的因素很多，既有地下气化所采用的工艺措施，又有煤层自身的特性及煤层顶底板的赋存状态。影响煤炭地下气化过程的主要因素，可从煤层赋存条件、气化炉结构、工艺条件、气化炉运行状况进行分析。

煤种、灰分、煤层厚度、煤层倾角等天然赋存条件都会对煤炭地下气化产生不同程度的影响。煤炭地下气化模型试验表明，从低变质程度的褐煤、中变质程度的烟煤，到高变质程度的无烟煤都可以进行地下气化，但气化反应过程与煤的性质和组成有着密切的关系，地下气化建炉时，应考虑煤层疏松方案，而褐煤最适于地下气化方法，由于褐煤的结构方向性弱，孔隙率和比表面积大，水分大，透气性高，较易开拓气化通道，并容易实现火力贯通，故有利于地下气化。

温度场对煤气热值的影响是显著的。维持一个高温温度场和相对较长的气化通道有利于煤气热值的稳定和提高。

气化剂的类型和气化剂的浓度也是影响气化过程的重要因素。气化剂类型比如：空气、富氧、富氧+水蒸气分别作为气化剂时，气化结果有明显不同。此外，气化剂（富氧）的浓度和混合气化剂的配比也对气化的最终效果有着不可忽视的影响。

煤炭地下气化炉内温度场的一个重要影响因素就是煤层的含水量。在干燥煤层中实施煤炭地下气化时，需要注入水蒸气调整煤气中氢气的含量。在含水比较小的煤层中进行地下气化时，煤层的水有助于氢气的生成；当煤层含水量比较大时，水的相变和分解会消耗大量的热能，导致炉内温度下降，进而使得煤气组分变差，就需要采取有效措施（如增加气化剂的鼓风量）降低煤层含水的影响2。

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李晓林 - 教授 - 西南大学