产值亿元煤炭气化可行研究报告.doc
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16、硫转化为硫化氢在地表集中净化,将硫污染控制在源头,同时,由于长气化通道的吸附作用,煤气、焦油及粉尘等污染物含量也有所降低,因此煤炭地下气化是一项符合可持续发展的环境友好绿色技术。其实质是仅仅提取煤中的含能组分,而将灰渣等残留物留在井下。大大提高了煤炭资源的利用效率和利用水平,深受世界各国重视,被誉为新一代采煤方法。深层煤炭地下气化(简称DUCG)是指对埋深在900m以下的煤炭进行气化。煤矿采煤随着深度的加深,开采难度、生产条件的恶劣程度、生产成本都会大幅增加,1000m以下深的煤炭资源通过现有的常规采煤技术基本无法得到经济、安全开采,进行深层气化是获取这部分资源的唯一有效途径。广义的煤的气化主
17、要包括燃烧、热解和气化三个反应过程。其中,燃烧是指煤中的碳或煤层甲烷与氧气反应生成CO2、CO和H2O,同时放出热量的过程,反应方程式有:C+O2=CO2、2C+O2=2CO、2CO+O2=2CO2、CH4+O2=CO2+H2O。热解反应(即干馏)是指煤在隔绝空气条件下加热、分解,生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程,也可以理解为由长链大分子转变为小分子的过程。热解过程是这样进行的:当煤料的温度高于100时,煤中的水分蒸发出;温度升高到200以上时,煤中结合水释出;高达350以上时,粘结性煤开始软化,并进一步形成粘稠的胶质体(泥煤、褐煤等不发生此现象);至400500大部分煤气和
18、焦油析出,称一次热分解产物;在450550,热分解继续进行,残留物逐渐变稠并固化形成半焦;高于550,半焦继续分解,析出余下的挥发物(主要成分是氢气),半焦失重同时进行收缩,形成裂纹;温度高于800,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。反应方程式有:CHxOy=(1-y)C+yCO+x/2H2、CHxOy=(1-y-x/8)C+yCO+x/4H2+x/8CH4。气化反应是指煤中的固定碳与气化物质的反应,有:水蒸气气化C+H2O=CO+H2、二氧化碳还原C+CO2=2CO、碳加氢气化C+2H2=CH4。以上三大过程中,当燃烧反应生成了CO2和足够的热量后,后两个反应开始进行,期间还发生几个伴随反应:氢
19、燃烧反应2H2+O2=2H2O、变换反应CO+H2O=CO2+H2、甲烷化反应CO+3H2=CH4+H2O,这些反应均为放热反应,提供了热解与气化所需的热量;在反应发生区域方面,由于煤层具有一定渗透性,热量和CO2等会向煤层深部渗透,加之燃烧是在有控制的条件下完成,因此热解和气化反应波及面积要大于燃烧区域。(2)煤层气煤层气是煤层本身自生自储式的非常规天然气,世界上有74个国家蕴藏着煤层气资源,中国中国埋深浅于2000米煤层气资源量达36.8万亿立方米,居世界第三位。目前,中国煤层气可采资源量约10万亿立方米,累计探明煤层气地质储量1023亿立方米,可采储量约470亿立方米。在国际能源局势趋紧
20、的情况下,作为一种优质高效清洁能源,凭借良好的安全效益、环保效益和经济效益,煤层气的大规模开发利用前景诱人。煤层气可用于发电燃料、工业燃料和居民生活燃料;还可液化成汽车燃料,也可广泛用于生产合成氨、甲醛、甲醇、炭黑等方面,成为一种热值高的洁净能源和重要原料,开发利用的市场前景十分广阔。(3)低阶煤提质技术发展概述早在20世纪80年代,SO和CO等温室气体排放所引起的环境问题就已受到广泛关注。根据1990年美国颁布的清洁空气法修正案,燃烧典型的中硫煤和高硫煤所产生的SO:排放将会超标。与美国东部的高硫烟煤相比,美国西部的次烟煤、褐煤等低阶煤具有含硫量低的特点,因此许多火电厂考虑以西部低阶煤取代东
21、部烟煤作为锅炉燃料,以保证SO:达标排放。美国西部低阶煤虽然属低硫煤,但作为低变质、较年轻的煤种,具有水含量高(体积分数约20一40)的特点,直接将低阶煤作为电厂锅炉燃料存在2个主要问题:按照烟煤设计的锅炉切换燃烧低阶煤后,锅炉减负荷运行,效率降低;低阶煤水含量较高,增加了运输成本。而且,传统干燥技术处理后的低阶煤存在3个难以解决的问题:干燥煤在存放过程中会再吸收水分;干燥煤由于几乎没有表面水,容易扬尘;干燥煤比原煤更易自燃,不适宜于长途运输。为提高低阶煤开发利用的效率和经济性,20世纪80年代,低阶煤提质技术的研究成为美国企业界和学术界关注的热点。在借鉴传统煤干燥和煤热解技术的基础上,美国开
22、发了多项低阶煤提质技术。经过20多年的发展,目前最接近大规模商业化的低阶煤提质技术为LFC(Liquid From Coal)技术和ACCP(Advanced Coal Conversion Process)技术。这2项技术得到美国能源部“洁净煤技术示范计划”的资助,成功完成了商业示范装置的建设和运行,取得了大量的运行数据和操作经验,为大规模商业化工厂的设计、建设和运行打下了坚实基础。二、项目建设规模及主要内容(一)项目建设规模依据规划要求,本项目拟占地*(约*亩),其中建构筑物占地面积为*,总建筑面积为*。主要建构筑物包括:生产厂房*座、仓库*座、综合楼*栋及其它配套设施。项目预计总投资*万
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