【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 氣）發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn)化為含有CO、CH4等可燃?xì)怏w和CON2等非可燃?xì)怏w的過(guò)程。煤氣化時(shí)，必須具備氣化爐、氣化劑、供給熱力三個(gè)條件。其中，煤氣化爐是煤氣化技術(shù)的核心。煤氣化技術(shù)在很大程度上決定了全系統(tǒng)裝置能否長(zhǎng)周期、安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，也決定了成本效益。據(jù)了解，國(guó)外的煤氣化技術(shù)之所以“水土不服”，其主要原因是由于國(guó)外的煤氣化技術(shù)主要應(yīng)用在IGCC（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)）發(fā)電系統(tǒng)上，并沒(méi)有在煤化工上大規(guī)模發(fā)展，如殼牌在國(guó)外并沒(méi)有煤氣化項(xiàng)目，也沒(méi)有將其技術(shù)投入工業(yè)化生產(chǎn)。國(guó)外煤氣化技術(shù)的工藝流程、數(shù)據(jù)指標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)等是在發(fā)電流程上得到的，并不完全適合用于制氨、醇。而且，不同氣化技術(shù)的數(shù)據(jù)也不是在同等條件下得到的。因此，引進(jìn)的煤氣化技術(shù)并不像某些外商及其代理人所稱的那樣“適合任何煤種、各種煤氣用途”。國(guó)內(nèi)對(duì)引進(jìn)的煤氣化技術(shù)需要一個(gè)消化吸收的過(guò)程。8月24日—27日，殼牌煤氣化技術(shù)第五屆用戶大會(huì)在內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯舉行。殼牌和其認(rèn)證的制造商就不同用戶所關(guān)心的技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了一對(duì)一的咨詢與探討。與會(huì)代表認(rèn)為，近年來(lái)，在殼牌、國(guó)內(nèi)用戶及獲得認(rèn)證的設(shè)備制造商的共同努力下，殼牌煤氣化設(shè)備國(guó)產(chǎn)化取得很大進(jìn)展，包括氣化爐爐體、煤燒嘴、控制閥門在內(nèi)的98%的關(guān)鍵設(shè)備或部件已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。這在一定程度上反映出我國(guó)正加強(qiáng)對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收。面臨機(jī)遇 技術(shù)應(yīng)用需提速華陸工程科技有限責(zé)任公司相關(guān)人士介紹：“煤氣化爐技術(shù)發(fā)展，就是由開(kāi)始只能利用較單一的優(yōu)質(zhì)煤、所產(chǎn)的煤氣只能用于某一方面，所產(chǎn)氣體有效成分不高、對(duì)環(huán)境有一定污染的第一代煤氣化爐技術(shù)向煤種適用范圍寬、能利用劣質(zhì)煤、氣化效率高、所產(chǎn)氣體有效成分高、能量利用合理、一氣多用、環(huán)境友好、消耗低的第二、三代煤氣化技術(shù)發(fā)展的歷史。”據(jù)了解，我國(guó)從上世紀(jì)90年代開(kāi)始發(fā)展清潔煤技術(shù)，縮小了與國(guó)際差距，從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化示范，使得我國(guó)煤氣化技術(shù)水平得到整體提高。但由于一些國(guó)內(nèi)煤氣化技術(shù)缺少大型商業(yè)化示范裝置，不具備大規(guī)模推廣條件，因而還難以支撐新型煤化工的發(fā)展。中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院院長(zhǎng)顧宗勤表示：“一些煤化工項(xiàng)目所在地的煤種，與項(xiàng)目所選用的煤氣化技術(shù)不相適應(yīng)，反映出當(dāng)前國(guó)內(nèi)煤氣化技術(shù)適合煤種范圍窄的問(wèn)題。新型煤化工技術(shù)的煤種適應(yīng)性還存在提升進(jìn)步的空間?！蹦壳埃褐茪?、煤制油、煤制烯烴等在內(nèi)的新型煤化工正處于發(fā)展的前夜。同時(shí)，煤發(fā)電也是煤氣化技術(shù)的潛在市場(chǎng)。因此，煤氣化技術(shù)在我國(guó)正面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇。據(jù)中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)教授倪維斗介紹，到2020年，我國(guó)對(duì)煤氣化爐的需求量將達(dá)到2250套。屆時(shí)，我國(guó)將成為世界上最大的煤氣化爐市場(chǎng)。面對(duì)這一機(jī)遇，在國(guó)家相關(guān)部門的支持下，國(guó)內(nèi)煤氣化技術(shù)研究穩(wěn)步推進(jìn)，目前正在研究的技術(shù)有四噴嘴水煤漿氣化技術(shù)、兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)、灰融聚流化床氣化技術(shù)等，這些技術(shù)正在從工業(yè)化試驗(yàn)裝置階段穩(wěn)步進(jìn)入示范廠建設(shè)階段，有的已經(jīng)投產(chǎn)。同時(shí)，國(guó)產(chǎn)煤氣化爐等裝備也取得突破，已成功應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。不同煤種適合于不同的煤氣化技術(shù)，各種技術(shù)都有適用性。同時(shí)，煤氣化技術(shù)不是任何一種都可以隨便拿來(lái)使用，應(yīng)結(jié)合具體情況進(jìn)行比較選擇。業(yè)界專家還表示，我國(guó)煤氣化技術(shù)改進(jìn)的方向主要有：簡(jiǎn)化流程，顯著降低煤氣化裝置投資的技術(shù)；提高煤炭綜合利用效率，提高氣化裝置穩(wěn)定性；擴(kuò)大氣化煤種和粒度的適應(yīng)范圍，突破現(xiàn)有成熟煤氣化技術(shù)的限制；擴(kuò)大單爐生產(chǎn)能力，達(dá)到環(huán)保要求等。中國(guó)煤層氣資源開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵性問(wèn)題及前景煤層氣是賦存于煤層中的自生自儲(chǔ)式非常規(guī)天然氣,是一種新型的潔凈能源和優(yōu)質(zhì)化工原料，是21世紀(jì)的重要接替能源之一。開(kāi)發(fā)利用煤層氣,對(duì)緩解常規(guī)油氣供應(yīng)緊張狀況、實(shí)施國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、保護(hù)大氣環(huán)境等均具有十分重要的意義。中國(guó)煤層氣資源豐富,據(jù)新一輪全國(guó)煤層氣資源預(yù)測(cè)結(jié)果,在中國(guó)陸上煤田埋深2000m以淺范圍內(nèi)擁有的煤層氣資源量為311012m3,居世界第二位,與中國(guó)陸上常規(guī)天然氣資源量(301012m3)相當(dāng)。在全國(guó)21個(gè)大氣田中,16個(gè)為煤成氣氣田,% ,%,而大部分煤成氣田都是由煤層氣運(yùn)移形成的。因此,在中國(guó)發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)既是客觀需要,也具有雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。1　煤層氣開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵地質(zhì)控制因素1)煤層氣資源量　煤層氣資源量是煤層氣開(kāi)發(fā)最基本的物質(zhì)基礎(chǔ),是煤層氣開(kāi)發(fā)最關(guān)鍵的地質(zhì)控制因素。煤層氣資源量的主要地質(zhì)控制因素包括煤儲(chǔ)層的三維幾何特征和煤層含氣性等。煤儲(chǔ)層的三維幾何特征包括煤層層數(shù)及其間隔距離、單層厚度及其展布形態(tài)、煤層累計(jì)厚度和煤層埋深等。而煤層含氣性的好與壞直接關(guān)系到能否進(jìn)行煤層氣的開(kāi)發(fā)。根據(jù)我國(guó)煤層氣儲(chǔ)層的地質(zhì)特性,一般而言,中變質(zhì)程度煤層氣儲(chǔ)層(我國(guó)的氣煤瘦煤,Ro,max=%～%。美國(guó)的煙煤,Ro,max=%～%)的含氣量應(yīng)大于10m3/t,以大于15m3/t為最佳。高變質(zhì)程度煤層氣儲(chǔ)層(我國(guó)的貧煤無(wú)煙煤,Ro,max%。美國(guó)的無(wú)煙煤,Ro,max%)的含氣量應(yīng)大于15m3/t。2)可采性根據(jù)我國(guó)10多年來(lái)煤層氣勘探、開(kāi)發(fā)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和煤層氣地質(zhì)研究成果,可采性所包含的關(guān)鍵地質(zhì)因素有:含氣飽和度、滲透性、儲(chǔ)層壓力、壓力飽和度等。我國(guó)煤層氣單井產(chǎn)氣量比較低,與含氣飽和度比較低有很大關(guān)系,制約了我國(guó)煤層氣的商業(yè)性開(kāi)發(fā)。從已有的資料來(lái)看, 我國(guó)有一部分含煤盆地煤層氣儲(chǔ)層含氣飽和度低于70% ,嚴(yán)重影響了煤層氣的開(kāi)發(fā)。安徽淮北地區(qū)煤層氣儲(chǔ)層的含氣飽和度一般在80%～90%,單從含氣飽和度來(lái)看, 淮北地區(qū)基本具備了煤層氣開(kāi)發(fā)的地質(zhì)條件。從滲透性來(lái)分析, 我國(guó)煤層氣單井產(chǎn)氣量比較低, 與滲透率比較低也有很大關(guān)系。在基本地質(zhì)特性相同的情況下, 一般中、低變質(zhì)程度煤層氣儲(chǔ)層的滲透性要好于高變質(zhì)程度的煤層氣儲(chǔ)層。根據(jù)我國(guó)煤層氣地質(zhì)特性, 中變質(zhì)程度煤層氣儲(chǔ)層的滲透率一般大于1103μm2 , 高變質(zhì)程度的滲透率在110 3μm2左右就可以考慮進(jìn)行煤層氣開(kāi)發(fā)。我國(guó)煤層氣儲(chǔ)層在常壓和/ 或接近常壓, 壓力飽和度90 %以上時(shí),儲(chǔ)層條件比較好, 可以進(jìn)行煤層氣開(kāi)發(fā)。我國(guó)煤層氣可采性主要地質(zhì)控制因素參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為: 含氣飽和度大于70 %。 中變質(zhì)程度煤層氣儲(chǔ)層滲透率一般大于1103μm2,高變質(zhì)程度的在1103μm2左右。煤層氣儲(chǔ)層為常壓和/或接近常壓, 壓力飽和度大于90 %。3)我國(guó)煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)趙慶波等提出的煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)的主要參考原則如下: 煤層埋深一般以800～1500m 為最佳。 , 總厚度大于10m 。 含氣量大于10m3 / t , 含氣飽和度大于50 %。 煤層滲透率(注入/ 壓降法)大于110 3μm2 。 最好解吸壓力接近原始地層壓力。 處于承壓區(qū)的水壓封堵氣藏和壓力封閉的高壓氣藏最佳。 煤階為氣煤焦煤最佳(Ro= %～%),可探索無(wú)煙煤。煤層頂板有大于10m的封閉性直接蓋層,無(wú)剝蝕現(xiàn)象。2 煤層氣開(kāi)發(fā)新技術(shù)1)低傷害技術(shù)煤層是一種有機(jī)質(zhì)高度富集的可燃有機(jī)巖石, 微細(xì)孔隙發(fā)育, 對(duì)水、添加劑、微細(xì)固體顆粒等十分敏感。而當(dāng)前, 在中國(guó)煤層氣井施工中, 鉆井均采用回轉(zhuǎn)式水基鉆井液鉆井工藝, 儲(chǔ)層強(qiáng)化改造基本上全部采用水基壓裂液攜砂的壓裂工藝。這種工藝技術(shù)很容易對(duì)煤儲(chǔ)層產(chǎn)生嚴(yán)重傷害,致使煤層氣井很難獲得理想的氣產(chǎn)量。沖擊式空氣循環(huán)鉆井工藝, 泡沫壓裂液攜砂的儲(chǔ)層強(qiáng)化工藝, 對(duì)煤層的傷害比較輕微, 在美國(guó)已廣泛應(yīng)用, 取得了良好的效果。中國(guó)則由于設(shè)備、資金等方面的原因, 至今連試驗(yàn)都尚未進(jìn)行, 更談不上應(yīng)用了, 這種落后狀況急待改變。2)注氣升壓技術(shù)通過(guò)煤層氣