参天水利资源工程研考会《工作通报》No.2005-33
2005年7月5日
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新汶矿业集团：地下气化是煤炭生产的一次革命
— 山东调研访谈纪要之十
编者按：2005年5月14日下午，课题组邓英淘、薛玉炜在新泰市与新汶矿业集团座谈，集团技术中心气化办主任、地下气化研究所所长庞纪禄高级工程师具体介绍，省委研究室岳朝伟、省社科院研究员李广杰、新泰市委研究室刘主任等同志参加。为方便起见，下文不再具体注明发言人，简称“新汶矿业”。本文根据录音和笔记整理，未经本人审阅，错误遗漏之处由编者负责。
新汶矿业：新矿集团现有煤炭生产矿井十个，在建矿井二个，年产原煤600万吨的全国最大井工矿井 — 山东巨野龙固煤矿正在建设，预计2006年建成投产。现有在册员工八万人，资产总额160亿元，其中国有资产131亿元。2003年企业销售总收入72亿元，2004年总收入达到107亿元。到2004年底老矿区现有地质储量6.7亿吨；可采储量3.4亿吨，其中：建筑物下压煤占73.2％，另有一些原废弃的不可采边角地段、大型煤柱等储量约2.8亿吨，如何安全、低耗地把这些煤炭采出来，使其充分得到利用，最好是实行煤炭地下气化技术。对此，1979年联合国煤炭远景会议认为：煤炭地下气化是从根本上解决传统开采方法存在的一系列技术和环保问题的重要途径。
国内外煤炭地下气化已经研究试验了一个世纪，但仍未形成产业化，生产的煤气热值低，且系统不规范。1999年新矿集团与中国矿大合作，总结国内经验，确定在孙庄进行煤炭地下气化试验，工作1999年11月开始，2000年3月31日点火成功，同年7月12日正式向一万户居民供应生活用燃气，目前已生产煤气2000多万方。该项目2000年获山东省科技进步一等奖。
煤炭地下气化就是处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过煤的热化学作用而产生可燃气体的过程。煤炭地下气化集建井、采煤、气化三大工艺为一体，抛弃了庞大笨重的采煤设备和地面气化设备，实现了井下无人、无设备生产煤气，变传统的物理采煤为化学采煤，是开发清洁能源和化工原料气的高新技术。建设时在工作面掘进出通道，通道两侧分别与地面的两个钻孔相通，分别作为进气孔和出气孔，井下工作面密封点火后，通过有效控制风量等技术措施，在出气孔就会获得地下煤气，经过喷淋、洗涤、捕焦、脱硫等一系列工艺进行净化处理后通过管道送入用户。（煤炭地下气化原理与地面气化是一样的）。
2000年3月31日建成孙庄气化站后，认真总结了经验，对炉体结构、钻孔布置、隔离密闭、控制系统等进行了优化设计。于2001年4月1日建成了协庄气化站；鄂庄气化站于2002年2月28日建成并一次点火成功。目前三个气化站日产气量达到20万方；2002年科技部863立项（鄂庄）；研究地下气化的连续稳定供气。
目前取得了如下科技成果：（1）利用“长通道、大断面、两阶段”气化技术，在全国缓倾斜二米以下煤层中首次试验成功，水煤气热值稳定在7~11MJ/立方米之间。（2）采用了“净化水回炉生产水煤气工艺”，既杜绝了污染，又使得废气得到了充分利用。（3）创造了“脉动两阶段生产地下水煤气工艺”。（4）采用“上固定下伸缩补偿技术”，解决了孔管热胀冷缩的难题。（5）采用了光纤测温技术。（6）研究并得出“变截面流道煤层地下气化炉”结构型式及其参数；采取蓄热装置、多种方法强化、增大氧化能力，大大提高了产气量。（7）基本实验成了五孔炉一炉连续产气技术，提高单炉产气量。（8）形成了“300米深钻孔小间隙下钢套管技术”。（9）为保证井下安全，防止煤气泄漏，研制了井下自动放水装置。（10）为近二万户居民和蒸汽锅炉连续提供燃气；地下气化煤气首次用于内燃机发电和应用于陶瓷工业，实现了气化从试验到应用的突破。
产生的经济社会效益：（1）经济效益。每吨煤炭可产生3000方煤气，地下煤气的生产成本为0.19元/立方米，市场价格为0.5元/立方米。（2）社会效益。为建筑物下采煤创造了条件，减少了地表塌陷和土地赔偿，解决了建筑物、水下、铁路下压煤的难题。（3）环保效益。对高硫煤、高灰煤的矿井，生产的煤气经净化后变为清洁能源，清除了对大气的污染；废渣留在地下炉中，不会占地堆放、污染地面；排出的废水又进入地下炉转为蒸汽，不会造成废水的污染。
课题组：目前还不能连续产气，应如何解决？
新汶矿业：现在是用空气往下面鼓风，燃烧不充分，如孙庄站鼓五天风，产十天气，我们搞了贮气罐，产气虽然不连续，但供气是连续的。现在准备用纯氧往下面鼓风，这样生产的煤气的热值可以明显提高，产气量加大，稳定性也会明显提高，这是搞煤化工的前提。现在我们的地下汽化技术对煤种的适应强，相对来说，褐煤更好。
课题组：地下气化技术对灰熔点要求高吗？
新汶矿业：我们新汶的煤就是高灰熔点的，约在1300~1400；灰熔点高的煤更适合搞地下气化，这点比地上气化要好。煤层厚，产气量大，因为燃烧断面大。
课题组：与美、德的地下气化相比，我们的水平如何？
新汶矿业：这些国家还只是进行了试验阶段的工作，我们国家的地下气化技术在世界上是领先的，已经接近了产业化的阶段。有这么一种说法：地下气化，世界看中国，中国看新汶。
课题组：要使我们的地下气化进入到商业化的阶段还要解决哪些问题？
新汶矿业：刚才已说过，就是要提高产气量和热值、增加稳定性，通过供给纯氧，提高燃烧效率，应该能够解决这些问题。对于煤的地下气化，如果我们像搞煤变油那样重视，那它就不是现在这样一种状况了。到目前为止，所有的试验，都是我们自己掏钱，国家一分钱都没给；今年可能会给一点。863项目的钱都给矿大搞试验室了。
2000年时，我们向国家计委申报了一个项目，总投资是1.2亿，计委给我们批了一个三至五年期无息贷款，还是得还。
课题组：新汶是个老矿区，有很多留下来的巷道，如果是一个没有开采过的新矿区，能否直接使用咱们的这套地下气化技术？
新汶矿业：如果撇开经济的因素不谈，那需要算帐，我们这套技术在本质上可以用于任何矿区，也包括新矿区。但为稳妥起见，要由小到大，逐步推进；比如说先搞中试。
课题组：要使之产业化，除了刚才说的，还有什么重大问题需要研究？
新汶矿业：有一个问题需要进一步研究，即气化以后对地下水的污染会怎么样。如燃烧之后，会留下重金属、砷等，会不会污染地下水，或者它们的浓度会超标，还有些有机物，如酚；它们对地下水会产生何种影响，如何监测、防治，现在还不清楚。
课题组：现在咱们这里的地下气化煤气热值多大？
新汶矿业：约2000大卡，如供纯氧，可提高到3000大卡左右。做为今后搞煤化工，一个重要的参考是CO和H的比例，二者之和应在气的组分中占60％以上，就比较好了；如果达不到这个比例，可以做燃料用。从我们目前试验的情况看，如供纯氧，可以达到这个比例。
课题组：如与传统的挖煤上来搞坑口电站相比较，咱们用地下气化的煤气发电，在二氧化碳和二氧化硫的排放上，后者能降低多少？投入、产出和成本的状况如何？
新汶矿业：把气化煤气用于燃气发电，投资比传统的坑口电站要少，特别是用联合循环，我们做过这样的试验和比较分析。硫的排放只有20毫克；二氧化碳的排放也要比传统的坑口电站要少，能少多少，我们没做过试验，但从理论的分析上看，最多可降低50％。另外，它的二氧化碳排放，可以比照天然气发电来估计。
课题组：要把这项技术再推进一步，达到商业化的阶段，只有向发改委申报立项吧？
新汶矿业：去年我们向计委报了一个项目，后来批下来1000多万元项目资金，我们申请的是8000万元。这1000多万元只够添置一台制氧机。
课题组：这么大的缺口，怎么平衡啊。我们也要帮你们呼吁一下。
新汶矿业：现在国家资助煤变油的研发，投了几十亿元。
课题组：地下煤的气化，其意义一点也不亚于煤变油，这是煤炭生产的一次革命。
新汶矿业：其实我们的地下气化技术一样可以实现煤变油 — 间接液化的方式。
柯堤整理
