煤炭地下气化注气方式与能量回收效率
苏发强1
代孟佳2
何小龙2
杨君楠2
李郊源2
李雯2
余伊河2
1.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454003;西安科技大学省部共建西部富油煤绿色低碳开发国家重点实验室,陕西西安 7100542.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454003
摘要：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1.10MJ/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300mm,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1.27kg/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％.
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
分类号：TD844(矿山开采)
资助基金：国家自然科学基金(52374120)教育部重点实验室开放基金(SKLCRKF1902)
论文发表日期：2024-03-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 1636-1646 )
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