SS316L在煤炭地下气化粗煤气环境的适应性研究

王雅熙 李林辉 陈 宇 张金钟

1. 中国石油工程建设有限公司西南分公司, 四川 成都 610041;

2. 中国石油工程建设有限公司工程技术研发中心, 北京 100120

0 前言

从中国“贫油、少气、富煤”的资源现状和复杂国际局势下保障国家能源供应的角度考虑,煤炭在可预期的未来仍将作为能源结构重要组成部分。煤炭地下气化是一种相对低碳、清洁、环保的煤炭开发利用方式。区别于传统煤化工中的煤气化技术,煤炭地下气化直接在地下煤层建立气化燃烧腔,省去了高污染、高排放的传统煤炭开采过程,在地下煤层原位实现煤炭转化,产出H2、CO、CH4等可燃合成气,固渣废料则埋存在地下[1-5]。另一方面,受限于开采技术和经济性,传统煤炭开采集中在 1 000 m埋深以内,而煤炭地下气化技术则提供了埋深 1 000 m以上的中深层煤炭的经济开发技术路线[6-7]。因此,煤炭地下气化技术对于我国力争2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的“双碳”战略和保障国家能源安全具有重要意义。

要达到商品气标准,地下煤层通过气化剂控制燃烧生成的粗煤气需在井口进行喷淋初步冷却,通过地面集输管道输送到处理厂进一步冷却换热、除尘、脱焦、分离。中深层煤炭地下气化粗煤气具有“八高”的特点,即高温、高压、高波动、高流速、高CO2、高H2、高H2O、高含杂质。已有的现场试验资料显示[8-9],其组分比例、流量、压力波动极大。尽管国内外已建成多座煤炭地下气化试验性和示范性工程,但地面工程多为引燃放空或热电联产[10],还缺乏“井口喷淋、集输处理”的工程案例,对于在地面集输系统选材及腐蚀控制方面的报道极少。……