【正文】 入一下循環(huán)。表 是模型試驗(yàn)第二階段水煤氣組分和熱值（空氣 — 水蒸汽）。試驗(yàn)于1994 年 3 月點(diǎn)火，先進(jìn)行空氣連續(xù)氣化試驗(yàn)。煤氣供工業(yè) 鍋爐燃燒，效果良好。 表 新河二號(hào)井水煤氣組分、熱值及產(chǎn)量 序 煤氣組分 % 煤氣熱值 煤氣流量 號(hào) H2 CO CH4 CO2 N2 MJ/m3 m3/h 1 1920 2 1400 3 1500 4 1650 5 1810 6 1900 7 1550 8 1850 本項(xiàng)目通過了原煤炭部技術(shù)成果鑒定，鑒定委員會(huì)認(rèn)為該項(xiàng)目完成了國家計(jì)委攻關(guān)合同中所確 定的任務(wù)，經(jīng)科研成果查新表明，其長通道、大斷面、兩階段地下氣化工藝，構(gòu)思新穎，屬國內(nèi)外首創(chuàng)，半工業(yè)試驗(yàn)達(dá)到了 國際先進(jìn)水平 。 徐州新河二號(hào)井煤炭地下氣化半工性試驗(yàn)被評(píng)為國家“八五” 重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目重大科技成果 (見附件 )。為了保證鼓風(fēng)煤氣和水煤氣產(chǎn)量的穩(wěn)定，采用了雙爐交替運(yùn)行方案。 劉莊礦煤炭氣化生產(chǎn)目前仍在進(jìn)行。 從上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，長通道、大斷面、兩階段氣化工藝輔以雙爐交替運(yùn)行方案，可較穩(wěn)定的生產(chǎn)含 H2量在 50%以上的煤氣，為了進(jìn)一步提高煤氣中 H2含量，降低 N2含量，可采用富氧水蒸汽 — 水蒸汽兩階段工藝。劉莊礦生產(chǎn)目前仍在進(jìn)行。該項(xiàng)目在實(shí)施“長通道、大斷面、兩階段”煤炭地下氣化新工藝時(shí)，采用了輔助通道 、雙爐交替運(yùn)行、正反向燃燒氣化，以及壓抽相結(jié)合、邊氣化邊充填、燃空區(qū)探測等保障措施，構(gòu)成了較完備的生產(chǎn)工藝體系，可保證在多變條件下，穩(wěn)定生產(chǎn)煤氣。其創(chuàng)新性和帶動(dòng)性如下： (1) 實(shí)現(xiàn)無人、無設(shè)備、長壁式（ 200m）氣化工作面，生產(chǎn)地下水煤氣。 (2) 因?yàn)槊禾繗饣腔瘜W(xué)采煤，新工藝還可以盤活老礦井現(xiàn)有的固定資產(chǎn)存量，因此不僅可節(jié)約大量重型設(shè)備的投資，如大型采煤設(shè)備、地面氣化設(shè)備等；還可消除采煤工種的勞動(dòng)傷亡事故等。 (4) 通道長、斷面大則降低了風(fēng)阻，減少供風(fēng)電耗，降低了生產(chǎn)成本。 (6) 壓抽結(jié)合防止了煤氣外泄，提高了生產(chǎn)的安全性。 (8) 邊氣化邊充填的措施，使氣化 爐上方的地表不被破壞。 (10)利用新工藝中，兩階段產(chǎn)氣工藝，充分利用煤層中的顯熱，生產(chǎn)大量的廉價(jià)水煤氣，其熱值大于 ,H2含量在 50%以上 ,可用于提取純 H2,為 H2能的應(yīng)用，燃料電池及電動(dòng)車的發(fā)展，煤的液化、煤化工、IGCC 等提供廉價(jià)的原料氣，降低這些下游工業(yè)的生產(chǎn)成本，提高其競爭力。 表 各種能源燃料中的氫碳（ H： C）摩爾比 種類 煤 石油 天然氣 徐州水煤氣 H： C（摩爾比） :1 :1 :1 :1 (12)煤炭地下氣化技術(shù)，將有害物處理在地下源頭，所以水煤氣的環(huán)保效益十分顯著，是潔凈煤技術(shù)中投資最少，效果最理想的技術(shù)，將燃煤電廠改燒水煤氣，可取消鍋爐的裝煤系統(tǒng)和排碴系統(tǒng)，無須灰渣的占地，并且不產(chǎn)生灰塵。采用脈動(dòng)兩階段鼓風(fēng)方案，煤氣組分和熱值見表 。 20xx 年 8月，通過山東省科技廳的鑒定。 山西昔陽無煙煤地下氣化年產(chǎn) 6萬噸合成氨示范工程于 10月 21日點(diǎn)火（煤層厚度 6m，緩傾斜），目前進(jìn)入調(diào)試階段。 從上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，長通道、大斷面氣化工藝可獲得含 H2量在45%以上的煤氣，該煤氣不僅可作為燃?xì)庵苯用裼煤桶l(fā)電，而且還可用于合成甲醇、二甲醚、聚甲醛等的原料氣 或提取純氫 。 綜上所述 ,“長通道、大斷面”煤炭地下氣化工藝在我國已完成了半工業(yè)性試驗(yàn)、工業(yè)性試驗(yàn)及工業(yè)化生產(chǎn) ,具備了推廣應(yīng)用和技術(shù)基礎(chǔ)。 )。美、英、法、德、荷蘭、波蘭等外國專 家，曾 多次去劉莊現(xiàn)場考察，并給予了充分肯定和高度評(píng)價(jià)。 表 大雁褐煤富氧 水蒸汽氣化煤氣組分、熱值和產(chǎn)率 煤氣組分 % 煤氣熱值 煤氣產(chǎn)率 H2 CO CH4 CO2 N2 MJ/m3 m3/t 35～ 5 15～ 25 3～ 5 20～ 30 2～ 6 ～ 1200～ 1800 該煤氣在地面脫碳處 理后，則可作為合成甲醇的原料氣。建立年產(chǎn)生產(chǎn) 5萬 t/a甲醇、 11 萬 t/a 甲醛、 2萬 t/a聚甲醛 生產(chǎn)裝置。 化工廠地 址選在大雁礦區(qū)三礦西部，地勢平坦，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。 五、 工藝技術(shù)方案 ⑴煤層情況 大雁三礦煤系地層為侏羅系上統(tǒng)扎賚 諾爾群伊敏組與大磨拐河組，其主要可采煤層發(fā)育于大磨拐河組。煤層埋藏深度： 區(qū)內(nèi)煤層埋藏深度在海拔 +640 ～ +180m之間。 ～ 30176。 。 ⑵儲(chǔ)量 17 號(hào)煤層 Ｂ＋Ｃ 18 號(hào)煤層 Ａ＋Ｂ＋Ｃ 西二采區(qū) 1 18 煤層儲(chǔ)量合計(jì)為 。 據(jù)本區(qū)煤樣化驗(yàn)結(jié)果，煤質(zhì)指標(biāo)如下： 水份（ Wf）： ～ 灰份（ Ag）： ～ ，屬中等灰份。 粘結(jié)性： 1，屬弱粘結(jié)性。 磷（ Pg）： ～ ，屬低磷。 氮（ Nr）： ～ 。 褐煤臘（ EfB）； ～ ，平均 ，屬低等。 含油率（ Tf ）： ～ %，平均 %，屬中油煤。 ～ 1400176。 ，屬難熔灰。煤種單一，煤化程度低，均屬褐煤。本項(xiàng)目采用多爐聯(lián)合運(yùn)行，能夠滿足合成甲醇原料氣的要求。 ⑸煤層頂板巖石為沙質(zhì)泥巖，底板為泥巖和沙質(zhì) 泥巖，埋深大密閉性 22 好，現(xiàn)有采區(qū)與氣化區(qū)間距大于 500m，采取一定的密閉措施后，不會(huì)產(chǎn)生氣化區(qū)氣體向周圍采區(qū)擴(kuò)散的現(xiàn)象，在安全上是可靠的。 新鮮氣主要成份是 CO、 CO2和 H2，且根據(jù)化學(xué)計(jì)量要求及考慮到反應(yīng)速率， (H2CO2) 與 (CO+CO2)的摩爾比一般在 ～ 范圍內(nèi)。 在多種甲醇合成工藝中主要有以下三種： ⑴高壓法，應(yīng)用鋅鉻催化劑的高壓合成工藝，在壓力為 30MPa，溫度為 360～ 400℃下操作。其代表性工藝有 Lurgi低壓法。該法合成塔結(jié)構(gòu)簡單，但設(shè)備龐大，單程轉(zhuǎn)化率較低，且有副反應(yīng)。 根據(jù)以上甲醇合成工藝的難易程度，操作便利以及投資和成本低的因素，選擇 Lurgi 低壓法工藝合成甲醇。 Lurgi 法的循環(huán)氣與新鮮氣的比例低，不僅減少動(dòng)力消耗，而且縮小了設(shè)備與管線、管件的尺寸，可節(jié)省設(shè)備費(fèi)用。合成塔的結(jié)構(gòu)是一個(gè)副產(chǎn)蒸汽的管式反應(yīng)器，管內(nèi)裝催化劑，管外為沸騰水。合成塔殼程的鍋爐給水是自然循環(huán)的，這樣通過控制沸騰水上的蒸汽壓力，可以保持恒定的反應(yīng)溫度，變化 ℃。 Lurgi低壓法合成甲醇的主要特點(diǎn)是采用管束式合成塔。合成塔不需要開工爐，開工簡便。合成塔可以副產(chǎn)中壓蒸汽。系統(tǒng)的管道由合成塔出口管一直到 粗甲醇分離器均采用不銹鋼。低合金鋼內(nèi)主要含 Cr 和 Mo。 生產(chǎn)工藝技術(shù)方案 目前，世界上主要的甲醛工藝技術(shù)路線有甲醇空氣氧化法和二甲醚催化氧化法，其中甲醇空氣氧化法又分為“銀法”和“鐵鉬法”兩種。反應(yīng)溫度低，副反應(yīng) 減少，選擇性增高，甲醇 24 轉(zhuǎn)化率高，年耗低。 “銀法”是用銀作為催化劑，甲醇空氣氧化脫氫制甲醛，反應(yīng)發(fā)生在甲醇爆炸范圍上限之上，亦稱認(rèn)為“過量甲醇工藝”，即在甲醇過量的條件下操作，反應(yīng)約在 600～ 720℃和常壓下進(jìn)行。并且銀催化劑可再生，損耗小，國內(nèi)有合格的銀催化劑及其再生裝置。 4．聚甲醛生產(chǎn)工藝技術(shù)方案 采用褐煤地下氣化制取合成氣合成甲醇，再制取二甲醛。工藝流程見圖 3。 六、項(xiàng)目承擔(dān)單位和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的基本情況、項(xiàng)目法人所有制性質(zhì)及項(xiàng)目組織方式 大雁煤業(yè)公司始建于一九七○年，原為中央直屬企業(yè)，一九九八年下放內(nèi)蒙古自治區(qū)管理。下屬子（分）公司 22 個(gè)，是融煤炭生產(chǎn)、基建施工、工程設(shè)計(jì)、公路運(yùn)輸、地質(zhì)勘探 、機(jī)械維修、多種經(jīng)營為一身的經(jīng)濟(jì)實(shí)體。在建礦井一座，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 300 萬噸 /年。 大雁煤業(yè)公司于一九九○年被自治區(qū)黨委、政府授予“文明企業(yè)”稱號(hào)。一九九二年八月十一日，李鵬總理批示：“要在全國煤炭系統(tǒng)宣傳、推廣大雁的管理經(jīng)驗(yàn)”。管理人員占全體人員的 %，學(xué)歷全部達(dá)到大專以上程度。管理人員中高級(jí)職稱占 %，中級(jí)職稱占 %，工程技術(shù)人員占 %，專業(yè)管理人員占 %。 公司有多年的井工礦井開采歷史 ，積累了豐富的管理經(jīng)驗(yàn)，形成了一套成熟的管理經(jīng)驗(yàn)。公司所屬的建筑安裝工程公司通過 ISO9002國際質(zhì)量認(rèn)證體系的認(rèn)證。 企業(yè)性質(zhì)是國有控股企業(yè)。申請(qǐng)國家投入資本金 31070 萬元，占投資的 35%；申請(qǐng)國家或地方政府高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化補(bǔ)貼 8877 萬元，占投資的 10%；企業(yè)自籌 22192 萬元，占投資的 25%；其余的 26630 萬元，由招商引資或銀行貸款解決。 ②合成甲醇裝置建立 。 ⑷ 20xx 年項(xiàng)目投資為 完成全部項(xiàng)目工程。 2 國家實(shí)行積極的財(cái)政政策，加大開發(fā)大西北的力度，并相繼出臺(tái)了一系列 非常有利的 財(cái)政金融措施。 4 企業(yè)自身經(jīng)過重組，發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，有了一定的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)，有能力承擔(dān)本項(xiàng)目。 6 聚甲醛具有較大的潛在市場，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。中國礦業(yè)大學(xué)有煤化工、采礦、物探、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、經(jīng)濟(jì)管理、環(huán)境保護(hù)等專業(yè)教研室、實(shí)驗(yàn)室，可進(jìn)行煤炭地下氣化及相關(guān)技術(shù)的研究。一九九一至一九九三年完成了七次實(shí)驗(yàn)室模型試 驗(yàn)，積累了大量有價(jià)值的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，取得了一定的理論成果，為現(xiàn)場試驗(yàn)提供了可靠的工藝參數(shù)。一九九六年五月，開始了河北省重點(diǎn) 科技攻關(guān)項(xiàng)目— 唐山市劉莊煤礦煤炭地下氣化工業(yè)性試驗(yàn)，到目前為止已連續(xù)、穩(wěn)定產(chǎn)氣近六年，日產(chǎn)煤氣 10～ 20 萬 m3，一九九七年六月煤氣并網(wǎng)，供工業(yè)鍋爐使用；一九九七年十月通過國家級(jí)技術(shù)專家鑒定，各種試驗(yàn)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。目前已申請(qǐng)了三項(xiàng)國家專利和一項(xiàng)國際專利，發(fā)表有關(guān)論文三十余篇。 中心顧問余力教授是我國煤炭地下氣化學(xué)科的奠基人，在世界上首次提出了“長通道、大斷面、兩階段” 煤炭地下氣化新工藝及相關(guān)理論基礎(chǔ)，一九九四年榮獲全國煤炭工業(yè)勞動(dòng)模范榮譽(yù)稱號(hào)。 29 十、結(jié) 論 經(jīng)市場分析、技術(shù)方案論證、經(jīng)濟(jì)效益分析，初步結(jié)論如下： 1. 采用具有我國獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤炭地下氣化高新技術(shù)，該技術(shù)先進(jìn)、可靠、能耗低、污染少。 2. 采用煤炭地下氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氣，可大大降低的生產(chǎn)成本，使產(chǎn)品具有較強(qiáng)的市場競爭力。 4. 本項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析是可行的，并具有一定的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，將會(huì)有更好的經(jīng)濟(jì)效益。 大雁褐煤采用地下氣化方式開采，生產(chǎn)化工產(chǎn)品在技術(shù)上是可行的。