关于进一步推动中国煤炭地下气化事业的建议.ppt

关于进一步推动中国煤炭地下气化事业的建议,张以诚国土资源部煤炭地下气化调研组,作为中国国土资源管理部门，国土资源部领导对推动煤炭地下气化给以高度关注。2009年哥本哈根气候大会前夕，除在老科技工作者建言献策通讯予以介绍，国土资源部主管的中国国土资源报、地质勘查导报和中国矿业报，都以较大的篇幅发表有关煤炭地下气化论文和报道。根据资源部部领导指示，成立了以全国政协委员、地质环境司原司长李烈荣为组长，由办公厅、地质环境司、中国地质环境监察院、中国矿业联合会等不同单位人员组成的国土资源部煤炭地下气化调研组。调研组除搜集国外情况，还赴甘肃华亭、山东新纹、内蒙古乌兰察布、河南郑州、辽宁大连等地生产和科研单位现场考察。在北京多次召开包括国务院发展研究中心、煤炭、石油等不同部门同志参加的煤炭地下气化座谈会。本人作为调研组成员，参加了所有这些调研活动。这里向大家汇报的就是调研活动所得的情况和认识。,一、国外煤炭地下气化简况二、中国煤炭地下气化研究历史与现状三、进一步推动中国煤炭地下气化的建议,一、国外煤炭地下气化简况,1868年，德国科学家威谦西蒙斯首先提出了煤炭地下气化的概念。1888年，俄国化学家门捷列夫提出了煤炭地下气化的基本工艺。1933年，前苏联开始进行煤炭地下气化现场试验，20世纪40年代至60年代，苏联建成规模不等的5个试验性气化站。20世纪70至80年代，除前苏联以外，美国、德国、比利时、英国、法国等国，也进行了煤炭地下气化试验。上世纪70年代，美国组织29所大学和研究机构，进行大规模煤炭地下气化试验。80年代，美国进行以富氧水蒸汽为气化剂的试验，获得了管道煤气和天然气的代用品，为煤炭地下气化技术走向商业化创造了条件。劳伦斯利费莫尔国家实验室开发成功受控注入点后退气化工艺，使美国煤炭地下气化技术居世界领先地位。,一、国外煤炭地下气化简况,1976年，德国和比利时签订了共同开发煤炭地下气化技术的协定。目标是开采1000米以下的深部煤层。亚深工业大学和比利时林堡大学，从1979年起进行现场试验，对约870米深的煤层进行了高压气化。1988年欧共体6个成员国组成了欧洲煤炭地下气化工作小组，1998年底完成了西班牙埃尔哥瑞萨（Alcorisa）现场联合试验。,二、中国煤炭地下气化研究历史与现状,1958年到1962年，中国先后在大同、皖南等许多煤矿区进行过煤炭地下气化试验，还在黑龙江伊兰、河南鹤壁、新密等煤矿进行矿井式气化方法试验研究。中国矿业大学（北京）1984年成立煤炭工业地下气化工程研究中心，开展了相关的理论研究、模型试验和现场试验，对典型的褐煤、烟煤、焦煤三个煤种进行了模型试验。中国矿业大学1987年完成了徐州马庄矿煤炭地下气化现场试验，证明在矿井遗弃煤层中进行煤炭地下气化是可行的，安全可以得到保障。,二、中国煤炭地下气化研究历史与现状,在总结国内外地下气化工艺的基础上，余力教授领导的中国矿大（北京）煤炭工业地下气化工程研究中心，提出了“长通道、大断面、两阶段”煤炭地下气化新工艺和分离控制注气点富氧水蒸汽煤炭地下气化工艺。在理论研究和模型试验基础上，他们还进行了半工业性试验，工业性试验和工业性应用。,1994年，完成了国家“八五”重点科技攻关项目徐州新河二号井煤炭地下气化半工业性试验，气化炉建在矿井防水煤柱中，连续气化约10个月，煤气供工业锅炉燃烧。半工业性试验项目，被评为中国“八五”重大科技成果。,徐州新河煤矿“煤地下气化二阶段试验水煤气组分和热值/,,二、中国煤炭地下气化研究历史与现状,1996年中国矿大完成了河北省重点科技项目唐山刘庄煤矿煤炭地下气化工业性试验。气化炉建在安全煤柱中，两个气化炉交替运行，进行了空气连续气化试验，还同时进行了多次两阶段气化试验，煤气供唐山市卫生陶瓷厂和刘庄矿供热锅炉使用。刘庄矿采用压抽结合、边气化边填充、燃空区探测等保障措施，实现稳定生产五年多。2000年，山东新汶孙村煤矿煤炭地下气化技术与应用研究，采用脉动两阶段鼓风方案，成功地为2万户居民和蒸汽锅炉连续提供燃气，并进行4400千瓦的内燃机发电，实现了地下气化从试验到应用的新突破。,二、中国煤炭地下气化研究历史与现状,煤炭地下气化最主要难点是保证气化过程的连续性和可控性。为进一步提高气化过程连续性和可控性，中国矿大煤炭工业地下气化工程研究中心，提出并加强了分离控制注气点富氧水蒸汽煤炭地下气化新工艺研究。富氧（93）水蒸汽气化工艺可获得含氢气在40以上的煤气，可实现连续稳定生产。煤炭地下气化分为有井式、无井式和混合式三种，中国开展地下气化大多是有井式，对于无井式煤炭地下气化，河北新奥集团新奥气化采煤投资有限公司,在内蒙古乌兰察布市进行了试验。现在，试验仍在继续进行之中。,三、进一步推动中国煤炭地下气化的建议,中国是以煤为主要能源的国家，传统的煤炭开采、运输、使用方式，造成煤炭资源浪费和生态环境破坏，地面塌陷，大量的地下水流失，向大气排放烟尘和硫化物等，给一些地区生态环境构成很大的威胁。受井工采煤技术水平的限制，约50以上的煤炭资源被遗弃在井下，据不完全统计，中国目前老矿井遗弃煤炭资源在500亿吨以上，有资料说达到800亿吨。,第一、要把煤炭地下气化作为一项具有全局长远意义的战略措施。,三、进一步推动中国煤炭地下气化的建议,第一、要把煤炭地下气化作为一项具有全局长远意义的战略措施。煤炭地下气化不仅可以回收老矿井遗弃的煤炭资源，而且可用于开采井工难以开采的或开采经济性、安全性差的薄煤层、深部煤层和“三下”（路下、水下、城下）压煤，以及高硫、高灰、高瓦斯煤层等。煤炭地下气化过程燃烧的固体废弃物留在地下，大大减少了地表塌陷量，减少了对地表的环境破坏。地下气化出口的煤气可以集中净化，脱除其中的焦油、硫和粉尘等有害物，得到洁净的煤气。煤炭地下气化技术将环境保护的重点放在源头，而不仅仅依靠末端治理，是一项符合可持续发展需要的环境友好的绿色技术，要作为一项具有长远意义的战略措施来抓。,三、进一步推动中国煤炭地下气化的建议,第二、扩大试验，促进煤炭地下气化产业化。从上世纪50年代以来，特别是80年代以来，中国在东北、华北、华东、西南、西北和中部多个煤矿区，开展了煤炭地下气化试验，主要是有井式气化，有的地方（如乌兰察布）也进行了无井式地下气化试验，今后应进一步扩大试验，要选择不同地区、不同地质条件、不同煤种、不同煤层厚度和不同煤质开展试验。以往的试验研究，都是单个单个企业和科研院校在做，力量有限，相互协作也不够，今后扩大试验，尤其要在有迫切需求的经济发达地区扩大试验。为此，我们提出把淮海经济区建成国家级“煤炭地下气化”战略试验区的建议。淮海经济区于1986年3月成立，当初由江苏、山东、河南和安徽四省十四个地、市组成，今天已发展到四省的20个地级市，97个县和县级市，中心城市为徐州。经济区总面积17.8万平方公里，总人口约1.2亿人，约占全国国土面积的1.8和总人口的9.4。,三、进一步推动中国煤炭地下气化的建议,第二、扩大试验，促进煤炭地下气化产业化。淮海经济区位于亚欧大陆桥东部桥头堡区域，地处沿海中心位置。东接齐鲁、南连江淮、东濒黄海、西临中原，位于长三角、环渤海和中原三大经济带交接地带，承担着中国经济东靠西移接力站的重任，在全国经济总格局中占有重要位置。淮海经济区是中国的主要煤矿产区之一，煤炭储量丰富，产量较高，煤种比较齐全，煤炭地下气化（特别徐州、新汶）有了较好的基础，有较强的科研实力，有很强的社会经济需求，成立国家级“煤炭地下气化”试验区，将会扩大西气东输气源供应，优化淮海经济区产业结构，对长三角、环渤海和中原经济带发展也会是个有力的促进。现在，中国一些地下气化试验设在交通不便、经济欠发达的偏远地区进行，认真地说，这不是很明智的选择。,三、进一步推动中国煤炭地下气化的建议,第三、加强国际合作与交流煤炭地下气化技术研究开发是一项需要有较高投入和存在一定风险的大型项目，加强国际合作对促进其商业化是十分重要的。西班牙深部煤层地下气化试验，是20世纪90年代国外惟一的大型煤炭地下气化试验项目，技术上取得了重大进展，时间持续20年。试验的成功，使欧盟在这一高技术领域的国际竞争中处于有利地位。国际交流与合作是推动这项科技和产业发展的迫切需要，处于后进状态时需要交流合作，处于先进位置同样需要交流合作，要在交流与合作中加快发展步伐。国际交流与合作有不同方式、不同渠道，举办论坛就是一种很好的形式，从第三次中国能源发展高峰论坛的两天日程来看，中外专家发言内容丰富，水平很高，这是谨向论坛组织者表达诚挚的谢意，这样的想法，我认为不光是我个人的，可能也是绝大多数与会者共同的意愿。,三、进一步推动中国煤炭地下气化的建议,第四、加大投入和加强领导中国煤炭地下气化技术研究虽然取得了长足的进展，但距离实现产业化仍有较长的路要走。主要原因之一是以往的试验研究，都以企业投入为主，企业的研发往往不系统，在遇到大的技术问题时因经费投入不足或因领导人变动而停止。政府在这方面投入太少，到目前为止累计投入不足2000万元，还不到美国、前苏联、英国等国的1‰。政府不加大投入，煤炭地下气化是难于获得大的进展的。中国煤炭资源丰富，分布面积广，煤种齐全，贮存的地质条件多种多样，要使地下气化技术能普遍地推广应用，必须研究不同煤层赋存条件下稳定气化工艺参数及控制技术，国家在各个阶段都要给予支持。煤炭地下气化基础理论研究（主要包括实体煤层燃烧气化特性及其演化规律、高温煤炭性质及燃空区扩展规律、计算机模拟及仿真）应列入国家基础研究计划。煤炭地下气化工程工业性试验（主要包括气化炉结构设计与施工技术、地下气化稳定控制工艺技术、安全防治技术、污染物监测与控制技术、动态监测与反馈控制技术）应列入“国家重大专项”、“国际合作”项目等国家研究计划。,三、进一步推动中国煤炭地下气化的建议,第四、加大投入和加强领导煤炭地下气化产业示范工程（包括多炉联合运行、规模化生产工艺、燃空区控制、工程技术集成，设计、施工、运行技术规范，管理模式，经济、环境评价体系等）应列入国家“支撑计划”、“国家高技术产业发展项目”计划。煤炭地下气化技术不仅可以回收矿井遗弃煤炭资源，而且还可以用于开采井工难以开采或开采经济性、安全性较差的薄煤层、深部煤层、“三下”压煤和高硫、高灰、高瓦斯煤层；尤其重要的是，中国煤矿生产安全事故频发，中国老百姓对矿难几乎已经到了麻木的程度了。人们对电视、广播里报道矿难早已习以为常，没有这类消息反倒觉得奇怪了。近些年煤炭生产百万吨死亡率虽然逐年下降，由90年代每年约死亡6000人，下降到每年死亡5000、4000和3000人以下，2009年中国煤炭生产仍然死亡2700多人。煤炭地下气化涉及地质、煤炭、石油、机械、化工和信息等不同科技领域和不同地区、不同部门、全局和局部利益关系，我们认为，国务院相关部门最好成立专门机构加强领导，统筹协调，做好规划，上下联动，把这项利国利民的重要事业切实办好。,谢谢,