项目简介:
该课题为天津市2017年重点研发计划项目，项目编号为17YFZCSF00940，2017年4月批准立项，2020年9月通过结题验收。项目承担单位为天津市地质研究和海洋地质中心。
该课题针对天津市天然气供应紧张的难题和富煤、缺油、少气的资源赋存特征，通过对天津市深部煤层开展煤炭地下气化模拟试验研究，解决了制约煤炭地下气化在该地区长期稳定开展的技术瓶颈，研发了天津深部煤层地下气化关键技术。
本项目针对天津市深部煤炭原位地下气化开采的关键技术问题开展一系列研究，从基础研究和技术研发为突破点，深入揭示大尺度煤热解特性，提出对应的基于海水气化的最佳气化参数及稳定气化工艺，研发适合深部煤层气化的气化炉型结构及深孔煤层点火技术，揭示污染物富集迁移规律并提出对应防治对策，突破天津市深部煤层地下气化关键技术。
成果创新点：
（1）首次获得了天津深部肥煤5cm、8cm、15cm大尺度煤燃烧、热解、气化特性及动力学模型，为深部煤炭地下气化稳定控制工艺的研究，以及煤气有效组分含量和热值的提高提供了依据，为现场煤炭地下气化工作的开展奠定了基础。
（2）提出了基于海水气化的最佳气化参数及稳定气化工艺参数。确定了深部肥煤最佳气化剂配比为“富氧（80%）-CO2-海水”，采用“分离控制注气点后退-水雾化地下气化工艺”作为稳定控制工艺。以海水作为煤地下气化用水，提高了煤气的热值和有效组分的含量，同时解决了气化用淡水缺乏的难题。通过京津冀地区深部煤层地下气化生产高甲烷成分煤气，为缓解该地区天然气供应紧张的难题提供了新方法。
（3）针对性提出了地下气化炉型结构及深孔煤层点火技术。根据天津市深部煤层的地质特征，研究了适合天津深部煤炭地下气化的最佳炉型结构，即多通道集气气化炉——“面采炉”，发明了“煤炭地下气化深孔点火装置及点火方法”，可快速完成深孔钻井煤炭地下气化的点火，提高了点火的可靠性和有效性，并保证了工业化生产出口煤气产量和质量的稳定。
（4）研究了污染物富集迁移规律并提出了防治对策。研究得出防止污染物在气化炉运行期间迁移到气化区域外的临界压力值必须小于气化煤层静水压力这一关键控污技术点。
适用范围：
本项目主要技术成果主要用于解决深部煤层原位化学开采和清洁煤气转化的技术难题，并可将捕集的CO2作为气化剂回注到地下气化炉，有效助力了国家“碳达峰、碳中和”目标的实现，降低了碳排放，符合国家的产业政策，同时也符合天津市能源发展战略。
联系人：王志刚
联系电话：022-84236513
联系单位：天津市地质研究和海洋地质中心
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