煤炭地下气化概念

　　“煤炭地下气化”(Underground Coal Gasification,简称UCG)是指将地层中的煤炭通过适当工程工艺技术，在地下原位进行有控制的燃烧，在煤的热作用及化学作用下产生CH₄、H₂等可燃合成气的过程。煤炭地下气化可有效避免因采煤引起的安全和生态环境问题、提高资源利用效率，能变物理采煤为化学采气，有效缓解“富煤”和“气不足”之间的矛盾，如果成功，将开启中国“天然气革命”，实现天然气产量跨越增长。

　　煤炭地下气化机理

　　单个煤炭地下气化单元主要由1口注入井、1口生产井、地下气化炉、点火系统、监测系统等部分组成，独立单元或多个单元运行过程中，还需配套地面监控室、地面注入设备和产出气处理系统等”。

　　煤炭地下气化是由一系列连续阶段构成的复杂物理化学过程，气化过程主要是在气固两相界面进行，按照化学反应强弱程度，沿气化通道轴向分为氧化区、还原区和干流干燥区。

　　①氧化区。气化剂中的O2通过注入井注入后，在点火处经点火后遇煤燃烧产生CO2，并释放大量的反应热，形成面状燃烧空间即气化面，燃烧区称为氧化区，当注入气化剂中O2浓度接近于零时，不再发生燃烧反应，氧化区结束。氧化区反应均为放热反应，反

　　应温度为800~1200℃。

　　②还原区。氧化区产生的反应热使还原区煤层处于炽热状态，氧化区生成的CO2与炽热的炭发生还原反应生成CO，水蒸气与炽热的炭发生还原反应生成CO、H2等。由于还原反应是吸热反应，随着反应的进行煤层和气流温度逐渐降低，当温度降低使还原反应程度较弱时，还原区结束，还原区反应温度为600~900℃。

　　③干馏干燥区。还原区结束后，气流温度仍然很高，对紧邻的干馏干燥区煤层进行加热，释放出热解可燃气，同时产生甲烷化反应，反应温度为200~600℃。

　　从化学反应角度来讲，3个区域没有严格的界限，氧化区、还原区也有煤的热解反应，3个区域的划分仅指示气化通道中氧化、还原、热解反应的相对强弱。

　　参考文献：《煤炭地下气化及对中国天然气发展的战略意义》