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鄂尔多斯盆地杭锦旗地区煤样地下气化物理模拟实验
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- DOI:
- 10.3969/j.issn.2097-0021.2024.05.008
- 作者:
- 刘争芬 1 ,刘淑琴 2
- 作者单位:
- 1. 中石化华北油气分公司石油工程技术研究院,郑州 450006 ;2. 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083
- 关键词:
- 煤炭地下气化;点火;气化反应性;后退气化稳定控制;气化剂氧气浓度
- 摘要:
- 鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区煤炭资源丰富,煤层地下气化是安全清洁高效开发利用煤炭资源的潜在途径。利用杭锦旗地区新井渠深部钻井取得的煤样,开展了煤层地下点火实验和气化燃烧物理模拟实验,为现场先导试验提供依据。实验结果表明:高压条件下气化剂氧气浓度增加可显著降低煤层着火点,3 MPa 条件下 30% 富氧气浓度可以使大块煤样的着火点从空气条件下的 490 ℃降低至 390 ℃ ;煤样整体气化反应活性较好,水蒸气反应活性优于 CO2,1 000 ℃条件下 CO2 及水蒸气均可被有效地还原;氧气浓度和含水量对气化产出物组分影响较大,水氧比越高,产出煤气中H2 和 CO2 含量越高,CO 含量明显减少;氧气浓度越高,产出煤气有效组分越高;注气点后退气化工艺可有效控制火区实现稳定气化,产出煤气有效组分浓度可稳定在 55% ~ 65%,且随着气化压力升高,甲烷浓度明显提高。实验揭示的规律特征可为矿场试验点火、气化剂配比设计以及气化稳定控制等提供参考。