多孔煤炭地下气化炉造气条件分析

★加工转化一兖州集 团煤化公司协办★多孔煤炭地下气化炉造气条件分析魏传玉'梁杰? 孙加亮'(1.新奥气化采煤投资有限公司，河北省廊坊市，065000;2.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京市海淀区学院路，100083)摘要对鄂庄煤炭地下气化1#炉的造气条件进行了分析，获得了造气的优化条件。经过实际运行获得了提高煤气产量、热值的方法，通过通道的处理、鼓风、喷淋水等措施提升了产气量和热值。关键词地下气化气化通道 造气煤气新矿集团鄂庄煤矿煤层地下气化站1#气化炉经过2年多时间的运行，气化炉运行正常，平均日于2000年10月开工建设，该气化炉为5孔长通产煤气1000m',热值6. 72MJ/m' .道、大断面混合气化炉，共建设了5条气流通道和2 1#气化炉的炉体情况1条气化通道，从地面向气化炉打了5个垂直钻孔。同“∪”型气化炉相比，5孔气化炉造气程序鄂庄煤矿1#气化炉位于矿井东翼的三采上部复杂，这就增加了控制的难度。在2年多的运行过二层煤，地面投影位于气化站工广下部及其以北地程中，发现5个出气孔所需要的造气条件各不相区，地面标高十189.0m,气化炉标高为一同，煤气产量、煤气热值及煤气组分存在较大的差110. 0m, 5个垂直钻孔平均深300m,气化通道和异。通过分析1#气化炉各孔的鼓风量、鼓风强度、气流通道巷道状况见表1。鼓风时间、提温状况和其它各项参数，找到了气化通过表1可看出，1#气流通道一面是未处理炉氧化区、还原区和干馏干燥区最佳工作状态。的煤壁，另一面喷浆处理，与2#、3#、4#、5*两面煤壁的气流通道相比，在正常造气时减少了一半1 1#气化炉的基本情况的反应表面积，因此通道内的干馏干燥带的长度也鄂庄煤矿1#气化炉面积3.37万m',储量较其他4个通道明显减少，这样在造气过程中气化7.09万t,倾角一般为12°， 煤层平均厚度为剂与碳反应生成的可燃气体及干馏气体析出量也相1.6m，属气肥煤。经过1年多的建设，于2002年应减少，就造气条件来说，较其余4个通道差些。2月28日一次点火成功，36h后产出合格的煤气，表1气化通道和气流通道巷道状况断面/m2通道名称长度/m高煤厚/m通道两帮处理情况气化通道2072.31. 5下帮喷浆(100mm)1#气流通道1921.62.21.7西帮喷浆(100mm). 东帮未处理2*气流通道1931.8两帮未处理3#气流通道1911.东帮松动处理、西帮未处理4#气流通道1871. 8两帮松动处理5*气流通道2031.9西帮松动处理、东帮未处理中国煤化工注:喷浆为喷混凝土层TYHCNMHG.该项目为国家863计划资助项目(20001AA529030)58中国煤炭第34卷第1期2008年1月据气化炉2年多的运行经验，每个孔都有自己的造3运行期间各孔的参 数确定气特性，现就5个通道来分析，确定其提高造气能影响地下气化过程及煤气质量的因素很多，但力的各种有效参数，如表2是2004年6~9月期保持氧化区、还原区和干馏干燥区的高温是提高地间，5个通道在准备造气前的鼓风蓄热阶段和造气下气化产率和煤气热值的重要条件之一，氧化区主阶段的各个参数与煤气热值和产气能力的对照。要是气化剂中的氧气与煤层中的碳相互作用，放出通过表2中的2004年6月至9月的1"和5# 2大量的热量，使煤层炽热，在还原带，生成的CO2个孔的造气数据统计可知，造气孔口在造气前进风与炽热的煤层相遇，在高温下CO2还原成CO,并时间要保持40~60h以上，鼓风量控制在30万m' .随着表面的疏松和表面附近碳高温可以加快化学反左右，在运行当中，发现反风造气优于顺风造气，应的速度，因而决定气化工艺过程的主要因素是煤在气化通道较大的情况下，只有提高鼓风强度才能层表面反应作用，其中影响最大的因素是:煤层厚增加氧化还原区的长度，但为了均衡积蓄气化炉的度、灰分和水分含量、鼓风强度和鼓风中的氧气含热能，根据5孔气化炉的特点，不可能大强度的鼓量。鄂庄煤矿气化站1#气化炉为5孔炉型，在煤风，只有在准备造气通道的最后一次进风当中，提层厚度和煤层中的灰分含量都无法改变的情况下，高鼓风强度，才能保证最佳的造气条件。通过验只有通过调整气化炉内的水分含量、鼓风强度和鼓证，准备造气通道最后一次的鼓风强度要保证在风中的氧气含量等来提高煤气的质量和产气量。根0.7万m2/h以上，时间在8h以上。表2 5个通道造气数据统计蓄热鼓风占总造气鼓风平均最后一出风平均平均产气量进风量出风量通道时间时间的比时间时间次鼓风强度热值/万m'/h例/%/万m'●h-1_/h/M].m~8 ●循环-1127.112639.828.40. 8942.56.532#126. 232.4187. 639.6200. 6637.623.96.432.033#15430. 7113.247.328. 50.757.540.37.211.95.319.223. 467.671. 641.488.450. 26. 842. 33199.225. 7148. 738.836.253.842.16.932. 84需要的热量为47MJ,当水量较多时，在喷淋水吸4喷淋水对造气的影响收大量的热量后，气化炉气化工作面的温度降低很按照二段气化工艺理论，适当的水量既可增加多，水蒸汽在煤层表面分解，也减弱了煤层的加热煤气中的可燃成分，又能适当的改善氧化带和还原速度。小流量喷淋水的量要控制在0.2m'/次以内,.带的温度条件，减少对残留渣的熔融，保证煤炭有根据气化炉的运行经验，连续喷淋水时间要小于良好的析气通道，于是在造气阶段要向气化炉内鼓10d,过量喷淋水对煤气的热值增加作用不是很明人水蒸汽，增加煤气中的H2和CO的含量，以提.显，反而浪费煤炭资源。存于气化炉内各缝隙中的高煤气的热值，但气化站没有蒸汽锅炉设备，无法水完全蒸发需要一定的时间，因此要停止喷淋约实现向气化炉内鼓入水蒸汽，同时1#气化炉炉体.20d的时间。当在造气过程中发现H2含量明显减内的顶底板无淋水存在，唯一的方法就是采取定时少时，即可开始恢复喷淋。向气化炉内喷淋水的方法实现，喷淋水有2种注人参考文献方式，一种是在鼓风蓄热时由进风孔口大流量的注[1]孙加亮， 娄元娥，席建奋等.鄂庄煤炭地下气化工入，除部分被烟气带走外，仍有部分水渗人各种缝业性试验研究[].中国煤炭，2007 (3)隙内，存于气化炉内，增加了气化炉内在水分的含[2]梁杰. 煤炭地下气化过程稳定性及控制技术[M] .量;一种是在反风造气时由高温孔口小流量的注徐州:中国矿业大学出版社，2002入，利用该孔300m深钢套管上100C以上的高温，[3] .李耀娟，田玉璋，于在平，煤炭地下气化[M].沈将水变成蒸汽，进入气化炉内直接参与造气。阳:中国煤化工各孔口在1个提温过程中的喷淋水的水量要控[4]|YHCNMHG地下气化方法的研究制在1m*/次以内，因为加热和蒸发掉1kg的水所[J] .煤炭学报，1996 (1)(责任编辑康淑云)多孔煤炭地下气化炉造气条件分析59