【正文】 狀，偶爾可見帶狀或木質(zhì)結(jié)構(gòu)，具塊狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)?；曳?(Ag)為 ～ ％，屬中高灰份煤層。煤層傾角的變化規(guī)律為東部緩而西部徒，傾角最大為 24176。平均傾角為 18176。含水層為靜水量，隨采掘疏干而減少。褐煤盡管發(fā)熱量低，水分高、灰分高，但其反應(yīng)活性高、透氣性好，很適合地下氣化。 總投資約 ，年均銷售收入約 ，年均利潤(rùn) ， (所得稅后 )可收回投資，內(nèi)部收益率 %，盈虧平衡點(diǎn)在 %左右。最終產(chǎn)品填補(bǔ)了內(nèi)蒙古自治區(qū)煤化工產(chǎn)品的空白，大大提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益，加快了企業(yè)的優(yōu)化升級(jí)和科技進(jìn)步，有利于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有利于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護(hù)。煤炭地下氣化煤氣的生產(chǎn)成本低于地面煤氣化的生產(chǎn)成本，其比較如表 。煤炭地下氣化技術(shù)擁 有我國獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，以地下氣化煤氣為龍頭的合成裝置和設(shè)備，基本上能夠在中國制造。 ⑴甲醇市場(chǎng)分析 甲醇是一種應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)化工原料，它的用途幾乎沒有一種有機(jī)化工原料能與之相 比。在化工生產(chǎn)中，甲醇用于生產(chǎn)甲醛、醋酸、甲烷氯化物、甲胺、甲基叔丁基醚（ MTBE）、硫酸二甲酯、對(duì)苯二甲酸二甲酯、二甲醚、丙烯酸甲酯、甲基丙希酸甲酯等。 20 世紀(jì) 90 年代初，我國甲醇年生產(chǎn)能力尚不足 100 萬噸，目前我國共有生產(chǎn)企業(yè) 200 多家，總年產(chǎn)能力達(dá) 328萬噸。近年來，國內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈 ，國內(nèi)甲醇生產(chǎn)裝置多數(shù)規(guī)模較小，技術(shù)落后質(zhì)量差，將不斷被淘汰，國外產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價(jià)廉?dāng)D了進(jìn)來。 ⑵甲醛市場(chǎng)分析 甲醛是一種重要的基本有機(jī)化工原料，由于其化學(xué)性質(zhì)十分活潑，可以同多種有機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成新的基本化工原料和化工產(chǎn)品，據(jù)統(tǒng)計(jì)甲醛下游產(chǎn)品可達(dá)百余種，其用途具有面廣量大的特點(diǎn)。隨著“甲醛化學(xué)”和甲醛下游產(chǎn)品新技術(shù)與催化劑的開發(fā)，甲醛的消耗量正在不斷擴(kuò)大，其市場(chǎng)潛力不可低 估。甲醛屬大宗化工產(chǎn)品，用途廣泛，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，原料供應(yīng)充足。 5 也因此其進(jìn)出口貿(mào)易量較小，國內(nèi)市場(chǎng)基本不受國際甲醛市場(chǎng)的影響。 我國甲醛今年價(jià)格雖然有所下降，但還比較平穩(wěn)，預(yù)計(jì)今后將穩(wěn)中趨升。 ⑶聚甲醛市場(chǎng)分析 聚甲醛（ POM）又稱聚氧化甲烯，是透明或不透明固體，具有優(yōu)良的綜合性能，較高的彈性模數(shù)、硬度、剛性和機(jī)械強(qiáng)度。突出的特點(diǎn)是磨擦系數(shù)低，動(dòng)磨擦系數(shù)與靜磨擦系數(shù)相同，自潤(rùn)滑耐磨損性優(yōu)異，是與金屬最相似的一種塑料，被譽(yù)為“超鋼”。它與金屬切削成型相比，可節(jié)省大量原料和時(shí)間。因此，廣泛地用于代替金屬 、鋼、銅、鋁和鋅等有色金屬材料。 我國聚甲醛樹脂的開發(fā)研制工作始于 1959 年，國內(nèi)僅有上海溶劑廠的 20xxt/a 和吉林石井溝聯(lián)合化工廠的 1000t/a兩套裝置，因技術(shù)落后，質(zhì)次價(jià)高，現(xiàn)已停產(chǎn)。 我國 1992 年 聚甲醛 表觀消費(fèi)量 萬噸， 1998 年表觀消費(fèi)量達(dá) 萬噸 ，年均增長(zhǎng)率 %。 表 聚甲醛凈進(jìn)口統(tǒng)計(jì) 年份 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 凈進(jìn)口量 (t) 15479 19164 19408 25602 34338 48965 55949 目前國內(nèi)總生產(chǎn)能力僅有 1萬 t / a，與需求 t/a 相比差距甚 6 大。 1998 年全世界聚甲醛的生產(chǎn)能力總計(jì) 65 萬 t / a，美國 , 西歐和日本是世界聚甲醛主要生產(chǎn)和消費(fèi)地區(qū)，世界聚甲醛的年消費(fèi)增長(zhǎng)速度 4～5 %。預(yù)計(jì) 20xx 年世界聚甲醛需求量約 55萬 t/a， 20xx年總需求量將達(dá)67～ 69萬 t，年均增長(zhǎng) 4～ %，國際市場(chǎng)前景也很好。 由于國際市場(chǎng)供需矛盾較大，故價(jià)格比國內(nèi)市場(chǎng)要高。甲醇售價(jià)按 1500 元 /噸考慮，甲醛價(jià)格 1400 元 /噸考慮。煤炭地下氣化是煤炭開采和利用技術(shù)中成本最低的一項(xiàng)技術(shù)，使噸煤產(chǎn)值大幅度增加，實(shí)現(xiàn)了 采面 無人、無設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)體系。因此，本項(xiàng)目的實(shí)施，為目前關(guān)停并轉(zhuǎn)的煤礦、為煤炭行業(yè)振興開辟了一條新路。其成本低于天然氣，在供應(yīng)民用與工業(yè)用燃?xì)獾耐瑫r(shí)，還可直接為化工行業(yè)提供原料氣，制造甲醇、二甲醚、甲醛、聚甲醛等高價(jià)值的化工產(chǎn)品，減少許多中間環(huán)節(jié)的投資，贏得更大的利潤(rùn)。 世界煤炭?jī)?chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于石油、天然氣等，從世界現(xiàn)在的能源結(jié)構(gòu)分析 7 來看，石油、天然氣必將先于煤炭而枯竭。中國是以煤為主要能源的國家，資源條件決定了在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，煤炭在中國資源結(jié)構(gòu)中占據(jù)不可替代的重要地位。因此煤炭地下氣化對(duì)我國碳一化學(xué)和煤化工的 發(fā)展具有十分重要的推動(dòng)作用。 圖 地下氣化煤氣綜合利用示意圖 煤炭地下氣化的突出特點(diǎn)是成本低。 實(shí)施大雁褐煤地下氣化煤化工工 程的意義可體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 : (1) 充分開發(fā)利用煤炭資源 據(jù)調(diào)查，大雁礦區(qū)許多呆滯、遺留的各種煤柱，不宜、或不能、或不經(jīng)濟(jì)使用傳統(tǒng)的物理采煤法進(jìn)行開采，但可用地下氣化方式加以回收，因此可大大提高煤炭資源的利用率，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限。煤炭地下氣化可充分利用礦井現(xiàn)有的技術(shù)和物質(zhì)條件建設(shè)地下氣化爐 和氣化站。礦井經(jīng)過多年的開采，地質(zhì)資料清楚，地下水業(yè)已疏干，這些都為地下氣化創(chuàng)造了有利的條件。 (3) 提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn) 煤炭地下氣化減少了許多中間環(huán)節(jié)的投資，生產(chǎn)成本又低于天然氣和地面造氣，可贏得更大的利潤(rùn)。 (4) 保護(hù)生態(tài)環(huán)境 內(nèi)蒙古自治區(qū)有遼闊、美麗的大草原，國家西 部大開發(fā)首先以不破壞環(huán)境為前提。煤矸石自燃排出大量煙塵及 SO CO、 H2S等有害氣體，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。而煤炭地下氣化燃燒的灰渣存在井下，大大減小地表塌陷量，無固體物質(zhì)排放，因此煤炭地下氣化減少了對(duì)地表環(huán)境的破壞。因此煤炭地下氣化技術(shù)在提高了煤炭資源利用水平的同時(shí)，將環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)放在源頭，而非末端治理，是一項(xiàng)符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的環(huán)境友好的綠色技術(shù)，有利于草原環(huán)境的保護(hù)，符合國家西部大開發(fā)的戰(zhàn)略。著名科學(xué)家錢學(xué)森來信祝賀說：“煤炭地下氣化的試驗(yàn)成功，無疑是煤炭工業(yè)的巨大革命”。 三、 項(xiàng)目的技術(shù)基礎(chǔ) (技術(shù)來源、技術(shù)水平、技術(shù)特點(diǎn)等 ) 煤炭地下氣化就是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒，通過對(duì)煤的熱作用及化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程。 由進(jìn)氣孔鼓入氣化劑 (有效成分是 O2和 H2O(g)) ，并在進(jìn)氣側(cè)點(diǎn)燃煤層，氣化劑中的 O2遇煤燃燒產(chǎn)生 CO2，并釋放大量的反應(yīng)熱，使還原區(qū)煤層處于熾熱狀態(tài)，當(dāng)氣流中 O2濃度接近于零時(shí)，氧化區(qū)結(jié)束。但此時(shí)氣流溫度仍然很高，對(duì)下流 (干餾干燥區(qū) )煤層進(jìn)行加熱，釋放出熱解煤氣。由此可見可燃?xì)怏w的產(chǎn)生主要來源于三個(gè)方面：即水蒸汽的分解， CO2 的還原和煤的熱解，這三個(gè)方面作用的程度，正比于反應(yīng)區(qū)溫度和反應(yīng)比表面積，同時(shí)也決定了出口煤氣組分和熱值，如圖 。為了使被氣化的燃料的熱 能最大限度地轉(zhuǎn)入 煤氣之中，必須以物理化學(xué)的基本原理分析氣化過程，選擇適宜的條件，促進(jìn)或抑制某些反應(yīng)的進(jìn)行，在各反應(yīng)步驟中加入或移出熱量。作為城市煤氣，氫氣、甲烷氣的含量高、熱值要求高；用作工業(yè)燃?xì)獾拿簹庖话銥榈蜔嶂得簹?，其發(fā)熱量在 ，煤氣的有效成分為 CH CO 和 H2，其生產(chǎn)工藝主要為鼓風(fēng)煤氣和半水煤氣；作為化工原料氣，要求煤氣中 CO 和 H2含量高，其生產(chǎn)工藝主要采用富氧水蒸氣連續(xù)氣化及兩階段氣化 工藝。地下氣化爐按施工方法分，可分為有井式和無井式。無井式則是所有建爐工作都在地面進(jìn)行，進(jìn)、排氣孔由地面打鉆施工。早在 1979年聯(lián)合國“世界煤炭 遠(yuǎn)景會(huì)議”上就明確指出，發(fā)展煤炭地下氣化是世界煤炭開采的研究方向之一，是從根本上解決傳統(tǒng)開采方法存在的一系列技術(shù)和環(huán)境問題的重要途徑。 前蘇聯(lián)是世界上進(jìn)行地下氣化現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)最早的國家，也是地下氣化工業(yè)應(yīng)用成功的唯一國家。統(tǒng)計(jì)到 1965 年 ,共燒掉 1500 萬噸煤 ,生產(chǎn) 300億立方米低熱值煤氣，所生產(chǎn)的煤氣用于發(fā)電或工業(yè)鍋爐燃燒。僅“安格林”地下氣化站的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)就足以說明，詳見表 。1987年到 1988 年的洛基山 — 1號(hào)試驗(yàn)，獲得了加大爐型、提高生產(chǎn)能力、降低成本、提高煤氣熱值等方面的成果，為煤炭地下氣化技術(shù)走向工業(yè)化道路創(chuàng)造了條件，美國能源部宣稱，一旦再發(fā)生能源危機(jī)，美國將廣泛使用該技術(shù)生產(chǎn)中熱值煤氣，以解決國家之急需。曾進(jìn)行了 U型爐火力、電力和定向鉆進(jìn)等貫通試驗(yàn)，還進(jìn)行了單爐、盲孔爐等試驗(yàn)，積累了豐富的資料。英國計(jì)劃用地下氣化技術(shù)開采千米以下的深部煤炭和海下煤炭資源。 1953年先在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基礎(chǔ)研究，項(xiàng)目 地下開采 地下氣化 增減數(shù) 升降 (%) 基建總投資 2500 萬盧布 550 萬盧布 1950 萬盧 布 降 78 每噸煤投資 盧布 盧布 盧布 降 78 建設(shè)時(shí)間 2～ 3 年 1～ 2 年 縮短一年 生產(chǎn)成本 18～ 22 盧布 ～ 8 盧布 11～ 14 盧布 降 61～ 63 生產(chǎn)效率 40～ 45 噸 /月人 180 噸 /月人 +135 噸 /月人 升 300 資源回收率 70～ 80% 90%以上 +10%以上 安全 較差 好 系統(tǒng) 復(fù)雜 簡(jiǎn)單 環(huán)保 差 好 占地面積 大 小 13 1961年又在自然條件下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)氣化試驗(yàn)。日本進(jìn)行地下氣化試驗(yàn)的目的在于開發(fā)惡劣條件下的煤炭資源，以補(bǔ)充能源之不足。整個(gè) 地下氣化發(fā)展目標(biāo)是建立氣化、電站聯(lián)合企業(yè)。他們的主要目標(biāo)是 1000 米以下深部煤層氣化。 1988年 6個(gè)歐共體成員國組成了一個(gè)歐洲 UCG 工作小組，提出了一個(gè)新的發(fā)展計(jì)劃建議書， 1998 年 12 月完成了西班牙的 Alcorisa現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合試驗(yàn)，計(jì)劃在 1015 年內(nèi)商業(yè)發(fā)電，并將此技術(shù)及相關(guān)的儀器設(shè)備向中國、印度、東歐等富煤國 家出口。 1985 年，馬莊礦試驗(yàn)進(jìn)行了 3 個(gè)月，產(chǎn)氣 16 萬 m3，煤氣平均熱值為 ，試驗(yàn)同時(shí)暴露出國外普遍采用的無井式空氣連續(xù)氣化工藝的一些缺點(diǎn)：建爐和運(yùn)行費(fèi)用高，生產(chǎn)不穩(wěn)定，煤氣熱值低，煤氣成本高。 長(zhǎng)通道大斷面是針對(duì)氣化爐結(jié)構(gòu)而言，它是有井式氣化爐和無井式氣化爐合為一體的混合氣化爐形式。每個(gè)循環(huán)由兩個(gè)階段組成，第一階段為鼓空氣(氧氣 )燃燒蓄熱，生產(chǎn)鼓風(fēng) (鼓氧 )煤氣的階段，第二階段為鼓水蒸汽、生產(chǎn)熱解煤氣和水煤氣的階段。 （ 2）水蒸汽不僅在氧化區(qū)被分解，而且在還原區(qū)被進(jìn)一步分解，水蒸汽分解率提高， H2含量提高。 由于水蒸汽分解反應(yīng)的吸熱，使?fàn)t里溫度下降，水蒸汽分解速度減慢，第二階段結(jié)束，又將重新鼓入 富氧空氣，提高煤層溫度，進(jìn)