课题九、煤炭地下气化过程中污染物的分析及治理

课题编号：U2013061601

课题描述：

    煤炭地下气化过程中通过对煤的热作用及化学作用产生H₂、CO 和CH₄等可燃气体的，还将产生苯、萘、酚、多环芳烃等有机污染物。煤炭地下气化污染物迁移的途径包括: ① 气化过程中污染物通过围岩裂隙的迁移。当煤层顶、底板是充水含水层的情况下，气化污染物有可能直接进入含水层; 当煤层顶板存在相对隔水层时，由于燃空区的扩展和煤炭的高温热裂作用，容易形成类似于煤炭开采的断裂带，一旦断裂带穿过该层，则可形成煤气携带污染物进入含水层的通道。气化过程中的污染扩散可以通过压力调节进行控制，控制气化区的气压小于等于煤层的静水压，可以将污染物处于压力封闭的空腔内，避免了污染物向含水层的迁移扩散。②气化后燃空区污染物随地下水流的迁移。气化结束以后，气化燃空区会很快被含水层水充满，燃空区内部水压和周围含水层的水压可能会比较接近，此时，如果具备通道，则污染物将向含水层中迁移扩散。但是煤炭地下气化在地下密闭环境中进行，如果进行直接检测具有一定的困难，因此需要用间接的方法进行检测。煤炭地下气化对地下水的影响人们长期关注的焦点。主要通过煤气冷凝液、土壤浸出液来检测煤炭地下气化过程中污染物的含量，再建立数学模型。将所得的数据与气化工艺进行研究，可以了解气化过程中污染物的转化，为控制和减排污染物提供科学的治理办法。

知识结构要求：

    1、掌握污染物的检测方法；

    2、基本学科涉及：环境工程、高等数学、煤气化、化工原理、流体力学、计算机语言、传热学以及反应工程、地质工程等。

研究平台：

    1、煤炭地下气化综合实验系统。实验系统占地约260平米，其中实验装置占地约220平米，集中控制室面积约40平米。主要有：煤炭地下气化DCS系统、地下气化模型实验炉体（长4.5m×宽1.2m×深1.67m）、煤气净化系统、废气焚烧系统、数据采集系统、实验控制系统、煤气组分分析系统、污染物测定系统、煤炭热解实验系统、煤气加压输送系统、变压吸附系统、一氧化碳变换系统、甲烷化反应器、脱碳系统、换热及热计量等系统；

    2、主要仪器设备：煤及岩层渗透性分析仪、气相色谱仪、热重分析仪、比表面积与孔径测定仪、自动量热仪、水蒸气发生器、热式气体流量计、间歇式高压釜、索氏萃取仪、烘箱、反应器底部循环泵、湿式流量仪表、电加热器、加氢改质实沸点蒸馏装置、红外光谱仪等；

    3、大块煤气化反应动力学参数测定实验装置；

课题费用：2万元。

课题目标：

    1、对煤气冷凝液、土壤浸出液中污染物含量进行分析；

    2、提出合理有效的污水处理工艺方案；

    3、至少发表一篇EI检索的论文；每年至少发表1篇中文核心论文；

    4、最终完成1份课题研究报告，每季度提交1份研究进度报告。

研究时间：

   2013年9月～2015年7月

指导老师：徐海宏  >>

课题负责人：                >>

课题组成员：               ；                ；               。