地下气化:开启煤炭清洁利用之门

    不久前，山东新汶矿业集团完成的煤炭地下气化技术工业性试验初步设计，通过了由中国煤炭工业设计院、煤炭科学总院等7家专业审查机构的专家论证。专家认为，在开发利用与环境保护协调发展的原则下，煤炭地下气化技术不但可以有效提高煤炭回采率和煤炭利用水平，还能最大限度地减少燃煤污染，最终达到可持续发展的目的。

    煤炭地下气化（CUG）就是将处于地下的煤炭直接进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。该过程集建井、采煤、地面气化3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，变传统的物理采煤为化学采煤。目前，煤炭地下气化技术在俄罗斯等国已经实现了商业化，俄罗斯气化工艺被公认为世界领先水平。

    据了解，我国从20世纪50年代中后期开始地下煤气化技术研究和试验。上世纪80年代中期，中国矿业大学提出的'长通道、大断面、两阶段'地下气化新工艺获得国家发明专利，并先后在唐山刘庄煤矿、山西昔阳等地建了5座地下气化站。唐山刘庄煤矿煤炭地下气化工业性试验已实现连续稳定产气7年多，山东新汶矿务局煤炭地下气化产业化应用自2000年开始，目前已建7座气化炉。

    煤炭地下气化技术可避免传统采煤和地面气化过程中造成的污染。中国工程院院士倪维斗认为，高硫煤是我国宝贵资源的一部分，其下游的油、气、硫又是我国长期要进口的工业资源。如果采用煤气脱硫技术手段，把这些资源合理开采并回收，煤变油、煤变气，变废为宝，能源、环保问题就都解决了。地下气化生产的煤气能够更加集中方便地进行脱除焦油、硫和粉尘等，因此该技术为高硫、高灰劣质煤找到了广阔市场，而且能把气化后煤气中的硫分分离回收，变成价值不菲的硫化工产品。

    专家认为，煤炭地下气化技术同时在经济效益、成本、质量方面均有显著优势。该技术生产的煤气可作为化工原料和燃料；同时地下气化比传统煤炭开采工艺节省投资近2/3；煤炭地下气化技术的造气成本为0.19元／立方米，大大低于常规造气成本1.05元／立方米；采用地下气化新工艺，地下水煤气中的氢气含量和质量显著提高，若在地面再将地下水煤气进行合成，则氢气含量可高达75％以上。

    由于煤炭地下气化开采产业的综合性较强，因此，能有效利用资源和能源，利于就近建立综合型的产业群。降温处理粗煤气，可利用高温蒸气发电，或向产业群和就近的城市和农村集中供热。粗煤气净化过程中可获得焦油和硫以及苯产品，并能提取氢气和氧气。粗煤气净化过程中分离出来的氮气，可以制成液氮。净化后的煤气是重要的化工原料，由此可制取甲醇，进而制取甲酯和聚甲醛等，还可作为制取合成氨、二甲醚和合成石油的原料。煤气净化回收的产物不仅使许多的化工原料改变对进口石油和天然气的过度依赖，还利于降低成本，且产品具有稳定供给的来源。专家预言，煤炭地下气化技术作为一种煤炭清洁生产工艺，在我国有很大市场，未来将形成以煤炭地下气化为龙头的煤、电、化工联合企业。

来源：中国化工报