煤炭学报

作者：苏发强, 代孟佳, 何小龙, 杨君楠, 李郊源, 李雯, 余伊河,

关键词：煤炭地下气化, 能量回收, 固定注气点, 移动注气点, 气化效率,

研究不同注气方式煤炭地下气化(UCG)能量回收情况，有利于发展更高效的UCG工艺。设计并实施了固定和移动注气点UCG模型实验，基于化学计量学和碳平衡法计算了气化煤耗总量及速率，对比分析了2种注气工艺对煤气组成和热值的影响。在此基础上，分析了不同注气方式下煤气产量和有效气体组成的变化，评价了2种注气工艺实验的能量回收效率。结果表明，固定注气点实验中提高O2净注入流量可改善煤气热值衰减的现象，但随着气化空腔的扩大，提高O2净注入流量对气化反应的促进作用逐渐降低；分3次提高O2净注入流量，煤气热值分别提高2.01、1.27和1.10 MJ/Nm3，气化效率(煤气的热值与碳的燃烧热之比)分别提高14.64%、9.45%和7.73%。移动注气点位置，可实现煤气热值和气化效率的短时间快速回升，分4次移动注气点位置，每次移动距离为300 mm，煤气热值分别提高2.95、3.32、3.37和2.54 MJ/Nm3，气化效率分别提高17.99%、21.04%、27.88%和13.92%。2种注气工艺实验分别气化了72.49 kg和91.47 kg的煤，平均煤耗速率分别为0.97和1.27 kg/h，气化效率和煤耗速率呈同步突变，这一现象在改变气化剂注入条件和移动注气点位置后更为明显，表明气化效率与煤耗速率具有一定关系。相比固定注气点实验，移动注气点位置可有效改善气化效果，相同的气化剂注入条件下，有效气体组分和气化效率分别提高12.5%和23.23%。

来源：2024年第3期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2024年第3期