地下煤氣化技術(shù)潛在的問題包括注井和采井的連接,煤層太薄,合成氣變化大,污染地下水,潛在的地表塌陷,合成氣熱值低,對煤火的控制。 將地下的煤層點燃建立火源后,從地面的一個鉆孔向煤層鼓入氣化劑,使煤層燃燒而進行氣化,另一鉆孔排出煤氣,煤層的燃燒和氣化是一系列連續(xù)階段所構(gòu)成的復(fù)雜的物理化學(xué)過程。碳的燃燒是其過程的基礎(chǔ)。因為煤層中揮發(fā)分析出后,主要殘余物是焦炭,而碳的燃燒過程長,并且是熱量的主要來源。過程的其他各階段進行的強度決定于碳燃燒階段中放熱的強度。從化學(xué)反應(yīng)觀點來看,煤的地下氣化過程是在氣化通道中氣固兩相分界面上進行的。所謂氣相是指沿通道截面流動的氣流(鼓風(fēng)空氣和蒸汽),而固相乃是自然煤層、不同熱解程度的煤、煤層的頂?shù)装鍘r石以及氣化所形成的灰渣。巖石、灰渣、天然煤和不同熱分解的煤直接同氣相,以及通過氣孔和裂縫同氣相接觸的表面就構(gòu)成氣固兩相的分界面。當(dāng)煤在通道內(nèi)氣化時,氣化帶的長度要比用地面其他方法氣化時長得多,因此在通道內(nèi)使煤氣化過程正常進行的主要條件是建立和維持合理截面的通道。這種通道的比反應(yīng)面積要求是大的,而鼓風(fēng)和煤氣的空氣動力學(xué)特性,要有利于鼓風(fēng)向煤表面的擴散和氣化產(chǎn)品從煤表面排出。根據(jù)煤的物理化學(xué)性質(zhì)、煤層埋藏的礦山地質(zhì)條件不同,可形成兩種類型的氣化反應(yīng)通道:無固相的自由通道和滲濾性多孔疏松的通道。 由于不需要將固體廢棄物挖出地面(粉煤灰仍留在地下),不需要井下礦工,對地表的破壞小,因此地下煤氣化技術(shù)成本低,這是其巨大的優(yōu)勢。
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