【正文】 層裂隙含水 3 層在 450 水平以上較為發(fā)育，向深部裂隙逐漸減少。 二、 項(xiàng)目的目的意義和必要性 ⒈產(chǎn) 品的市場(chǎng)分析 煤炭地下氣化可生產(chǎn)潔凈的燃料氣，用于民用、工業(yè)鍋爐燃燒和發(fā)電，更可生產(chǎn)廉價(jià)的化工原料氣，用于合成氨、甲醇、汽油等。 近年來(lái)我國(guó)甲醇生產(chǎn)發(fā)展迅速。 甲醛可以用來(lái)生產(chǎn)酚醛樹脂、脲醛樹脂、聚甲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、多元醇如季戊四醇、三羥甲基丙烷等。可在 104oC下長(zhǎng)期使用，脆化溫度為 40 oC ， 吸水性極小。云南天然氣化工總廠引進(jìn)波蘭技術(shù)，已建成投產(chǎn) 1萬(wàn) t/a聚甲醛裝置，計(jì)劃 2～ 3年內(nèi)擴(kuò)建到 3萬(wàn) t/a 能力。 ⒉價(jià)格預(yù)測(cè) 目前，聚甲醛在國(guó)內(nèi)的售價(jià)在 14000元 /噸左右，國(guó)際上售價(jià)在 16000元 /噸左右。 煤炭地下氣化具有投資少、工期短、見效快、效率高、利潤(rùn)大、效益好等諸多優(yōu)點(diǎn)。 煤炭地下氣化煤氣綜合利用途徑見圖 。煤炭地下氣化可大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造更多的就業(yè)渠道。地下氣化產(chǎn)出的煤氣可以集中凈 9 化，脫除其中焦油、硫和粉塵等有害物質(zhì)，并且采用分離或吸收技術(shù)將CO2 分離出來(lái)集中貯存或回填到氣化空間里 ，從而得到潔凈煤氣。在還原區(qū) CO2與熾熱的 C 還原成 CO， H2O(g)與熾熱的 C 還原成 CO、 H2等，由于還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，使煤層和氣流 溫度逐漸降低，當(dāng)溫度降低到不能再進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)，還原區(qū)結(jié)束。 地下氣化的物質(zhì)基礎(chǔ)是地下氣化爐，組成地下氣化爐的四個(gè)要素是進(jìn)氣孔 (通道 )、排氣孔 (通道 )、氣化通道和氣流通道。 1932 年在頓巴斯建立了世界上第一座有井式氣化站，為探討氣化方法， 1932 年到 1961 年間相繼建設(shè)了五座地下氣化站，到 60 年代未已建站 12 座 。英國(guó)在有井式盲孔爐研究上取 得了較大的成功，曾用有井式盲孔爐組成的復(fù)合爐，一次氣化 20萬(wàn)噸煤，煤氣直接用于一個(gè) 5000KW的電廠發(fā)電。 西德和比利時(shí)于 1976 年 10 月，簽定了關(guān)于共同開發(fā)煤炭地下氣化技術(shù)的協(xié)定。 兩階段煤炭地下氣化工藝，是一種循環(huán)供給空氣 (或純氧、富氧空氣 )和水蒸汽的地下氣化方法。 表 模型試驗(yàn)第二階段水煤氣組分和熱值 序 煤氣組分 % 熱值 號(hào) H2 CO CH4 CO2 N2 MJ/m3 1 2 3 4 5 國(guó)家“八五” 重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目 徐州新河二號(hào)井煤炭地下氣化半工性試驗(yàn)，氣化爐建立在露頭煤柱中，氣化通道長(zhǎng)度為 168m。 在新河二號(hào)井試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了河北唐山煤炭地下氣化工業(yè)性試驗(yàn)。 “唐山市劉莊煤礦煤炭地下氣化工業(yè)性試驗(yàn)”通過(guò)了河北省計(jì)委組織 17 的專家鑒定，鑒定委員及與會(huì)專家一致認(rèn)為：唐山劉莊煤礦煤炭地下氣化工業(yè)性試驗(yàn)連續(xù)產(chǎn)氣一年零四個(gè)多月，穩(wěn)定供給唐山市衛(wèi)生瓷廠工業(yè)鍋爐使用三個(gè)多月；日產(chǎn)煤氣為 10～ 12 萬(wàn) m3，空氣煤氣熱值穩(wěn)定在 以上，水煤氣熱值達(dá)到 。 (5) 氣化爐為多孔爐型，可以推進(jìn)式跟蹤供風(fēng)，減少了氧的無(wú)效消耗，提高了供風(fēng)效率，鉆孔具有多功能，彼此可以互換，因此可以根據(jù)具體工況的變化而變化。 20xx年 4月 30 日，山東新汶礦業(yè)集 團(tuán)孫村煤礦緩傾斜煤層地下氣化技術(shù)研究與應(yīng)用試驗(yàn)正式開始，經(jīng)過(guò)近一個(gè)多月的調(diào)試，目前已進(jìn)入了試驗(yàn)生產(chǎn)階段。 為了進(jìn)一步提高煤氣中 CO 含量，降低 N2含量，可采用富氧 — 水蒸汽一階段工藝和富氧 — 水蒸汽兩階段工藝。 四、 產(chǎn)業(yè)化示范內(nèi)容、規(guī)模、地點(diǎn)、期限 建立日產(chǎn) 65 萬(wàn) m3合成氣 (H2+CO≥ 60%)的煤炭地下氣化站。煤層傾角：煤層傾角在 8176。 揮發(fā)分（ Vr）： ～ ，屬高揮發(fā)分。 碳（ Cr）： ～ %，平均 % 。 ⑷根據(jù)大雁煤質(zhì)及煤層賦存情況， 將采用具有我國(guó)獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 長(zhǎng)通道、大斷面、純氧連續(xù)氣化煤炭地下氣化新工藝， 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤氣產(chǎn)量和質(zhì)量的控制。此法特點(diǎn)是技術(shù)成熟，但投資及生產(chǎn)成本較高； ⑵低壓法，應(yīng)用銅基催化劑的低壓合成工藝，在壓力 4～ 5MPa，溫度為 200～ 300℃下操作。 Lurgi低壓甲醇合成流程： 合成工藝流程 : 由脫碳工藝來(lái)的 、 40℃的高氫氣體與循環(huán)氣混合，進(jìn)入壓縮機(jī)加壓到 ，溫度 48℃，經(jīng)換熱器預(yù)熱到 225℃，進(jìn)入甲醇合成塔的列管中，在 5MPa、 240～ 260℃溫度下，在銅基催化劑的 23 作用下， CO、 CO2和 H2部分轉(zhuǎn)化成甲醇。在 Lurgi系統(tǒng)中即使循環(huán)機(jī)發(fā)生故障，系統(tǒng)的升溫同樣是允許的，只要將蒸汽通過(guò)一個(gè)噴射泵加入到合成塔的水側(cè)，保持合成塔的溫度。 “鐵鉬法”是以鐵 — 鉬作為催化劑，甲醇氧化法制甲醛，即在甲醇— 空氣混合物的爆炸范圍下限以外，在空氣過(guò)量的條件下操作，反應(yīng)在270～ 400℃和常壓下進(jìn)行。聚甲醛生產(chǎn)工藝有均聚和共聚兩種，本項(xiàng)目采用均聚工藝，均聚甲醛工藝是用高濃度甲醛溶液與 2基醇反應(yīng)生成半縮醛，經(jīng)提純后將半縮醛加熱裂分，制得高純甲醛氣體，經(jīng)聚合，加醋酐進(jìn)行酯化封端，制得均聚甲醛粉料，再加添加劑造粒成為聚甲醛產(chǎn)品。二○○一年資產(chǎn)總額 92，037 萬(wàn)元，負(fù)債總額 44， 900萬(wàn)元，資產(chǎn)負(fù)債率 %。工人隊(duì)伍中，專業(yè)技術(shù)工人占 %，其中高級(jí)技師占專業(yè)技術(shù)工人的 %，技師占 %，高級(jí)工占 %。 3. 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)估評(píng)如下 : (1) 年銷售收入： (2) 年利潤(rùn)總額： (3) 投資利潤(rùn)率： % (4) 投資利稅率： % (5) 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率： % (6) 投資回收期： 年 (7) 盈虧平衡點(diǎn) BEP： % ⑴ 20xx 年投資總額為 5200 萬(wàn)元，其中： ①項(xiàng)目可行性調(diào)研 10 萬(wàn)元 ②實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn) 200 萬(wàn)元 ③項(xiàng)目實(shí)施方案設(shè)計(jì) 20 萬(wàn)元 ④地下氣化爐建 設(shè) 3638萬(wàn)元 ⑤其它 1332萬(wàn)元 27 總計(jì)： 5200萬(wàn)元 ⑵ 20xx 年項(xiàng)目投資為 ①煤氣凈化到產(chǎn)品回收等地面設(shè)施建設(shè) 。 5 大雁礦區(qū)與外部聯(lián)系的公路、 鐵路交通運(yùn)輸條件優(yōu)越 ，為設(shè)備、產(chǎn)品、原料的運(yùn)輸提供了有利條件。另外，在理論研究方面，進(jìn)行了急傾斜煤層地下氣化過(guò)程穩(wěn)定性及控制技術(shù)的研究、煤炭地下氣化燃空區(qū)擴(kuò)展規(guī)律及控制技術(shù)的研究等。 3. 甲醇和聚甲醛具 有廣闊的市場(chǎng)。 5. 本項(xiàng)目實(shí)施具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，加快了煤炭企業(yè)的優(yōu)化升級(jí)和科技進(jìn)步，同時(shí)也有利于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā) 展，對(duì)推動(dòng)大雁礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、走上可持續(xù)發(fā)展的道路都具有十分重要的意義。中心已承擔(dān)了山東新汶、肥城、山西昔陽(yáng)、東山等多項(xiàng)煤炭地下氣化工程的可行性研究、初步設(shè)計(jì)，為 煤炭地下氣化產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。 九、技術(shù)提供單位及設(shè)計(jì)單位條件 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) （北京校區(qū)）是國(guó)家教委直屬的重點(diǎn)大學(xué)，主要從事煤炭開采、加工、利用等方面的教學(xué)與研究工作。 ③合成甲醛裝置建立； ⑶ 20xx 年項(xiàng)目投資為 用于完成項(xiàng)目中間工程。從井下到地面全部實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，公司被命名為“質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化礦務(wù)局”和“現(xiàn)代化礦務(wù)局”，兩個(gè)主力生產(chǎn)礦榮獲國(guó)家“特級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化礦井”稱號(hào)，并多年保持至今。一九九○年被原東煤公司命名為“質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化礦務(wù)局”，一九九一年被原能源部命名為“現(xiàn)代化礦務(wù)局”一九九一年率先在全國(guó)建成了第一座“高產(chǎn)高效礦井”，連續(xù)多年被中煤企協(xié)評(píng)為“科技進(jìn)步十佳企業(yè)”，是 中國(guó)煤炭工業(yè)管理協(xié)會(huì)授予的國(guó)家二級(jí)企業(yè)。 圖 聚甲醛生產(chǎn)工藝流程 主要產(chǎn)品 : ⑴ 生產(chǎn) 5萬(wàn) t/a甲醛 ⑵ 2 萬(wàn) t/a聚甲醛 褐煤地下氣化 煤氣凈化處理得合成氣26447Nm3/h Lurgi低壓法合 成5 萬(wàn) t/a 甲醇 11萬(wàn) t /a 甲醛 5 萬(wàn) t /a 甲醛 11 萬(wàn) t/ajwqr 2 萬(wàn) t /a 聚甲醛 回收 H28564 Nm3/h 25 化工廠地 址選在大雁礦區(qū)三礦西部，地勢(shì)平坦，交通方便，供水供電充裕，有 利于煤氣回收后的進(jìn)一步深加工及產(chǎn)品銷售。但設(shè)備體積大 ,投資較大 ,回收蒸汽少，尾氣利用價(jià)值低，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鐵鉬催化劑尚不能滿足要求，需進(jìn)口，故本工程不考慮采用“鐵鉬法”工藝。流程中的設(shè)備和管線的材料都經(jīng)過(guò)仔細(xì)選擇，反應(yīng)器材料不含鐵，換熱器的列管是不銹鋼的，以防止合成氣中達(dá)到露點(diǎn)的 CO2腐蝕；另一方面是防止氣體的 110～ 130℃范圍內(nèi)與鐵形成羰基鐵，高于此溫度又分解，使催化劑活性下降，并使生成高級(jí)烴的反應(yīng)加劇。甲醇合成反應(yīng)放出的熱很快被沸騰水移走。 511型銅基催化劑，合成壓力 5MPa。 按日產(chǎn) 65萬(wàn) m3合成氣的生產(chǎn)規(guī)模計(jì)算，選定氣化區(qū)可氣化 20年以上，有擴(kuò)大再生產(chǎn)的資源儲(chǔ)備。 灰熔點(diǎn)（ T2 ）： 1090176。 硫（ Sqg）： ～ ，屬低硫。 之間，平均傾角 15176。 為此將建設(shè) 6個(gè)長(zhǎng)通道、大斷面地下氣化爐，地下氣化爐建設(shè)在大雁三礦西二采區(qū) 17 號(hào)煤層中。已獲得三項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專 利 (礦井長(zhǎng)通道大斷面煤炭地下氣化工藝，專利號(hào) :ZL 94 1 ，國(guó)際專利主分類號(hào) :E21B 43/295；兩階段煤炭地下氣化工藝，專利號(hào) :ZL 95 1 ，國(guó)際專利主分類號(hào) :E21B 43/295；推進(jìn)供風(fēng)式煤炭地下氣化爐，專利號(hào) :ZL 95 1 ，國(guó)際專利主分類號(hào) :E21B 43/295。 表 孫村煤礦試驗(yàn)脈動(dòng)兩階段試驗(yàn)煤氣組分、熱值和產(chǎn)量 序號(hào) 煤氣組分 % 熱值 煤氣流量 H2 CO CH4 CO2 N2 MJ/m3 m3/h 1 1308 2 1319 3 1326 4 1297 5 680 6 654 7 1093 8 1130 9 1143 10 1171 19 目前成功地為 1萬(wàn)戶居民和蒸汽鍋爐連續(xù)提供燃?xì)?，并進(jìn)行了小型內(nèi)燃機(jī)發(fā)電試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了地下氣化從試驗(yàn)到應(yīng)用的新突破。 (7) 正、反向鼓風(fēng)將整個(gè)煤層，從下水平正反向反復(fù)氣化至上水平。上述工藝方法和保障措施達(dá)到了 世界領(lǐng)