煤炭气化有多少年的历史

‘壹’ 煤炭地下气化的最早提出者是谁

地下煤炭气化的设想，最早由俄国着名化学家门捷列夫于1888年提出，他认为，“采煤的目的应当说是提取煤中含能的成分，而不是采煤本身”，并指出了实现煤炭气化工业化的基本途径。 自上世纪30年代以来，美国、德国、原苏联等主要产煤国均大力投入这一领域的技术研究，取得了大量的科研成果，储备了煤炭地下气化的一些关键性技术。我国自1958年以来开始进行自然条件下煤炭地下气化试验，1980年以后，先后在徐州、唐山、山东新汶等十余个矿区进行了试验，初步实现了地下气化从试验到应用的突破。 煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有控制地燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体的过程，集建井、采煤、气化工艺为一体的多学科开发洁净能源与化工原料的新技术，其实质是只提取煤中含能组分，变物理采煤为化学采煤，因而具有安全性好、投资少、效率高、污染少等优点，被誉为第二代采煤方法。 煤炭地下气化技术不仅可以回收矿井遗弃的煤炭资源，而且还可以用于开采井工难以开采或开采经济性、安全性较差的薄煤层 、深部煤层、“三下”压煤和高硫、高灰、高瓦斯煤层。地下气化煤气不仅可作为燃气直接民用和发电，而且还可以用于提取纯氢或作为合成油、二甲醚、氨、甲醇的原料气。因此，煤炭地下气化技术具有较好的经济效益和环境效益，大大提高了煤炭资源的利用率和利用水平，是我国洁净煤技术的重要研究和发展方向。

‘贰’ 煤炭地下气化的发展历程

英文名称：Underground Coal Gasification地下煤炭气化的设想，最早由俄国着名化学家门捷列夫于1888年提出，他认为，“采煤的目的应当说是提取煤中含能的成分，而不是采煤本身”，并指出了实现煤炭气化工业化的基本途径。 自上世纪30年代以来，美国、德国、原苏联等主要产煤国均大力投入这一领域的技术研究，取得了大量的科研成果，储备了煤炭地下气化的一些关键性技术。我国自1958年以来开始进行自然条件下煤炭地下气化试验，1980年以后，先后在徐州、唐山、山东新汶等十余个矿区进行了试验，初步实现了地下气化从试验到应用的突破。

‘叁’ 煤的液化技术是什么时候开始发展的

据考证，煤的液化技术早在20世纪20～30年代就开始发展了。在第二次世界大战期间，德国人就曾使用液化煤代替石油用作军车燃料。战后和平时期，石油市场占了上风。但南非国家依然发展液化煤，1959年建成了第一家商业化液化煤工厂，且产量一直稳步上升，到80年代后期，其全国汽车燃料消耗量的一半，是液化煤。不过，这些都是旧技术，液化效率很低。

近10多年来，一些工业先进国家发展了水煤浆加压气化技术，把水—煤混合燃料提高到一个新水平。美国、日本和德国发展最快，从1975年到1987年间先后建立了3套中试装置、3套工业示范装置和5套商业化装置，其中美、日各一套商业化装置已稳定运行6年以上。这些装置一般每天可处理200～600吨煤，取得很好的效果。法国、奥地利、澳大利亚、英国等国也在积极开发中。

我国自1981年开始也进行了水煤浆的开发研究工作，在添加剂筛选上已获得可喜成果，使水煤浆的浓度已达75％，稳定性也很好，保证一个半月静置中不沉淀，经1500公里长途运输后仍可直接燃烧。1986年1月，作为我国“六五”科技攻关项目通过了国家鉴定，表明水煤浆制备和燃烧技术已达到先进水平。北京造纸一厂作为第一个试用工业应用单位，经两年5次试验证明，经济效益明显。据调查，1986年时，该厂所用燃料油每吨为280元，而水煤浆每吨只需120元，1.8吨水煤浆就可顶替1吨杂油。一年要耗杂油2.2万吨，如改烧水煤浆，每年可节约燃料费103万元。

从煤炭质量来看，我国本来适于作水煤浆的高硫烟煤和褐煤很多，这些煤液化后，含硫高，往往起到对液化的反应催化作用，成为液化的良好原料。近几年又发现了陕西神木、黄陵、铜川一带的“黑金带”和“黑金三角”地区蕴藏着大量优质煤，更可为发展水煤浆提供重要原料。我国现有设计烧油的发电机组约7000万千瓦，年烧油量约1100万吨，约占我国年产油量的10％左右。如果全国能将80％的烧油锅炉用水煤浆把油顶替出来，每年可为国家换取外汇15亿美元，其经济效益是十分可观的。

从世界看，从我国看，水煤浆技术的开发，虽仍处于中试阶段，但只要抓紧技术攻关，水煤浆在世界能源结构中必将获得一席之地。

‘肆’ 煤炭液化技术的发展历史

1923年，德国化学家首先开发出了煤炭间接液化技术。40年代初，为了满足战争的需要，德国曾建成9个间接液化厂。二战以后，同样由于廉价石油和天然气的开发，上述工厂相继关闭和改作它用。之后，随着铁系化合物类催化剂的研制成功、新型反应器的开发和应用，煤间接液化技术不断进步，但由于煤炭间接液化工艺复杂，初期投资大，成本高，因此除南非之外，其它国家对煤炭间接液化的兴趣相对于直接液化来说逐渐淡弱。
煤炭间接液化技术主要有三种，即的南非的萨索尔（Sasol）费托合成法、美国的Mobil甲醇制汽油法）和正在开发的直接合成法。目前，煤间接液化技术在国外已实现商业化生产，全世界共有3家商业生产厂正在运行，它们分别是南非的萨索尔公司和新西兰、马来西亚的煤炭间接液化厂。新西兰煤炭间接液化厂采用的是Mobil液化工艺，但只进行间接液化的第一步反应，即利用天然气或煤气化合成气生产甲醇，而没有进一步以甲醇为原料生产燃料油和其它化工产品，生产能力1.25万桶/天。马来西亚煤炭间接液化厂所采用的液化工艺和南非萨索尔公司相似，但不同的是它以天然气为原料来生产优质柴油和煤油，生产能力为50万吨/年。因此，从严格意义上说，南非萨索尔公司是世界上唯一的煤炭间接液化商业化生产企业
南非萨索尔公司成立于50年代初，1955年公司建成第一座由煤生产燃料油的Sasol-1厂。70年代石油危机后，1980年和1982年又相继建成Sasol-2厂和Sasol-3厂。3个煤炭间接液化厂年加工原煤约4600万t，产品总量达768万t，主要生产汽油、柴油、蜡、氨、乙烯、丙烯、聚合物、醇、醛等113种产品，其中油品占60%，化工产品占40%。该公司生产的汽油和柴油可满足南非28%的需求量，其煤炭间接液化技术处于世界领先地位。
此外，美国SGI公司于80年代末开发出了一种新的煤炭液化技术，即LFC（煤提油）技术。该技术是利用低温干馏技术，从次烟煤或褐煤等非炼焦煤中提取固态的高品质洁净煤和液态可燃油。美国SGI公司于1992年建成了一座日处理能力为1000t的次烟煤商业示范厂。

‘伍’ 气化采煤是什么时候出现的

20世纪90年代出现了一种新的采煤技术——气化采煤。法国的一个地下气化研究小组利用“氮—沙”技术进行气化采煤，在加莱附近的上德勒煤矿试验成功，切开了2米厚的煤层，煤层深达885米。他们在采煤时，先注入高压水，接着注入含有沙的硝化泡沫。硝化泡沫中含沙是为了使切割口不被封锁。

‘陆’ 煤炭气化的简介

煤炭气化指在一定温度、压力下，用气化剂对煤进行热化学加工，将煤中有机质转变为煤气的过程。其涵义就是以煤、半焦或焦炭为原料，以空气、富氧、水蒸气、二氧化碳或氢气为气化介质，使煤经过部分氧化和还原反应，将其在所含碳、氢等物质转化成为一氧化碳、氢、甲烷等可燃组分为主的气体产物的多相反应过程。对此气体产品的进一步加工, 可制得其它气体、液体燃烧料或化工产品。经气化，使煤的潜热尽可能多地变为煤气的潜热。

‘柒’ 煤气化技术的起源

煤气化技术是指把经过适当处理的煤送入反应器如气化炉内,在一定的温度和压力下,通过氧化剂(空气或氧气和蒸气)以一定的流动方式(移动床、流化床或携带床)转化成气体，得到粗制水煤汽，通过后续脱硫脱碳等工艺可以得到精制一氧化碳气。
1857年，德国的Siemens兄弟最早开发出用块煤生产煤气的炉子称为德士古气化炉。这项工艺引进中国后在二十世纪九十年代由山东省鲁南化肥厂经过广大工程技术人员的努力，发明了自主知识产权的对置式四喷嘴气化炉，目前已经在国内得到广泛推广应用，特别是兖矿集团煤化工项目在多处使用此技术，取得了显着的经济效益。还有经过其他许多开发商的开发，到1883年应用于生产氨气。煤气化技术是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。

‘捌’ 煤炭气化技术的我国煤气化技术进展

煤气化技术在中国已有近百年的历史，但仍然较落后和发展缓慢，就总体而言，中国煤气化以传统技术为主，工艺落后，环保设施不健全，煤炭利用效率低，污染严重。目前在国内较为成熟的仍然只是常压固定床气化技术。它广泛用于冶金、化工、建材、机械等工业行业和民用燃气，以UGI、水煤气两段炉、发生炉两段炉等固定床气化技术为主。常压固定床气化技术的优点是操作简单，投资小；但技术落后，能力和效率低，污染重，急需技术改造。如不改变现状，将影响经济、能源和环境的协调发展。
近40年来，在国家的支持下，中国在研究与开发、消化引进技术方面进行了大量工作。我国先后从国外引进的煤气化技术多种多样。通过对煤气化引进技术的消化吸收，尤其是通过国家重点科技攻关，对引进装置进行技术改造并使之国产化，使我国煤气化技术的研究开发取得了重要进展。50年代末到80年代进行了仿K-T气化技术研究与开发；80年代中科院山西煤化所开发了灰熔聚流化床煤气化工艺并取得了专利；“九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司承担了国家重点科技攻关项目“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”(22吨煤/天装置)，中试装置的结果表明：有效气成分～83%，比相同条件下的Texaco生产装置高1.5～2个百分点；碳转化率>98%，比Texaco高2～3个百分点；比煤耗、比氧耗均比Texaco降低7%。 “十五”期间多喷嘴对置式水煤浆气化技术已进入商业示范阶段。“新型水煤浆气化技术”获“十五”国家高技术研究发展计划(863计划)立项，由兖矿集团有限公司、华东理工大学承担，在兖矿鲁南化肥厂建设多喷嘴对置式水煤浆气化炉及配套工程，利用两台日处理1150吨煤多喷嘴对置式水煤浆气化炉(4.0MPa)配套生产24万吨甲醇、联产71.8MW发电，总投资为～16亿元。该装置于2005年7月21日一次投料成功，并完成80小时连续、稳定运行。装置初步运行结果表明：有效气CO+H2超过82%，碳转化率高于98%。它标志着我国拥有了具备自主知识产权的、与国家能源结构相适应的煤气化技术具有重大的突破，其水平填补了国内空白，并达到国际先进水平。

‘玖’ 煤炭液化技术的发展历史

煤直接液化技术是由德国人于1913年发现的，并于二战期间在德国实现了工业化生产。德国先后有12套煤炭直接液化装置建成投产，到1944年，德国煤炭直接液化工厂的油品生产能力已达到423万吨/年。二战后，中东地区大量廉价石油的开发，煤炭直接液化工厂失去竞争力并关闭。
70年代初期，由于世界范围内的石油危机，煤炭液化技术又开始活跃起来。日本、德国、美国等工业发达国家，在原有基础上相继研究开发出一批煤炭直接液化新工艺，其中的大部分研究工作重点是降低反应条件的苛刻度，从而达到降低煤液化油生产成本的目的。目前世界上有代表性的直接液化工艺是日本的NEDOL工艺、德国的IGOR工艺和美国的HTI工艺。这些新直接液化工艺的共同特点是，反应条件与老液化工艺相比大大缓和，压力由40MPa降低至17～30MPa，产油率和油品质量都有较大幅度提高，降低了生产成本。到目前为止，上述国家均已完成了新工艺技术的处理煤100t/d级以上大型中间试验，具备了建设大规模液化厂的技术能力。煤炭直接液化作为曾经工业化的生产技术，在技术上是可行的。目前国外没有工业化生产厂的主要原因是，在发达国家由于原料煤价格、设备造价和人工费用偏高等导致生产成本偏高，难以与石油竞争。