第1章 绪论 1
1.1 煤炭地下气化原理及研究概况 1
1.1.1 煤炭地下气化过程原理及工艺 1
1.1.2 煤炭地下气化技术的研究现状 5
1.2 煤炭地下气化数学模型 7
1.2.1 煤炭地下气化过程模拟 7
1.2.2 煤气化系统物料与能量平衡模型 10
1.3 研究目的和意义 15
1.4 主要研究内容和技术路线 16
1.4.1 主要研究内容 16
1.4.2 技术路线 17
1.5 本章小结 19
第2章 煤热解过程元素迁移规律 20
2.1 实验煤种及煤质分析 20
2.1.1 实验煤种 20
2.1.2 煤质特征分析 22
2.2 热解实验及热解产物 23
2.2.1 热解实验装置及流程 23
2.2.2 不同煤种热解产物的产率 23
2.2.3 不同煤种热解煤气组分 25
2.2.4 元素迁移比例计算 27
2.3 煤热解过程元素迁移规律 28
2.3.1 不同煤种中碳元素的迁移规律 28
2.3.2 不同煤种中氢元素的迁移规律 32
2.3.3 不同煤种中氧元素的迁移规律 37
2.3.4 不同煤种中氮元素的迁移规律 41
2.3.5 不同煤种中硫元素的迁移规律 43
2.4 本章小结 46
第3章 碳转化控制方程及控制常数 48
3.1 煤炭地下气化过程碳转化控制方程 48
3.2 试验煤样及模型试验系统 49
3.2.1 试验煤样煤质分析 49
3.2.2 煤炭地下气化模型试验系统 50
3.3 模型试验过程及试验方法 51
3.3.1 模型试验过程 51
3.3.2 煤层结构 52
3.3.3 注气方式 53
3.3.4 二维温度场图 54
3.4.不同气化工艺下碳转化控制方程及控制常数 54
3.4.1 空气连续气化工艺 54
3.4.2 富氧-CO2气化工艺 58
3.4.3 富氧-水气化工艺 67
3.4.4 富氧连续气化工艺 77
3.5 本章小结 83
第4章 水煤气变换平衡常数 86
4.1 煤炭地下气化过程水煤气变换反应 86
4.1.1 水煤气变换反应机理 86
4.1.2 煤气化过程水煤气变换反应及特点 88
4.1.3 UCG过程影响水煤气变换反应的因素分析 89
4.2 水煤气变换反应试验过程 91
4.2.1 灰渣催化性能评价试验过程 91
4.2.2 地下气化过程水煤气变换平衡常数关联式 91
4.3 地下气化灰渣对水煤气变换反应的催化效果 92
4.3.1 纯氧-水蒸气气化灰渣（1#）样品试验 92
4.3.2 富氧-CO2气化灰渣（2#）样品试验 93
4.4 地下气化水煤气变换反应平衡常数的关联式 95
4.4.1 平衡常数Kp的理论分析 95
4.4.2 富氧-CO2气化工艺Kp值 96
4.4.3 DCRA气化工艺Kp值 99
4.5 本章小结 102
第5章 顶板涌水对“三区”比例的影响 103
5.1 涌水对地下气化过程的影响 103
5.1.1 涌水的形成过程 103
5.1.2 涌水与气化过程之间的关联性 106
5.2 煤炭地下气化过程涌水试验过程 106
5.3 顶板涌水对“三区”比例的影响 108
5.3.1 涌水条件下的富氧-CO2气化工艺 108
5.3.2 注水条件下DCRA气化工艺 121
5.4 本章小结 123
第6章 平衡模型的开发与应用 124
6.1 平衡模型的开发过程 124
6.1.1 开发技术基础 124
6.1.2 原始需求 124
6.1.3 需求分析 126
6.1.4 系统架构设计 128
6.1.5 软件应用效果 128
6.2 平衡模型的应用 131
6.2.1 现场试验工艺参数 131
6.2.2 平衡模型的输入参数 132
6.2.3 模型计算过程说明 132
6.2.4 计算结果 134
6.2.5 结果比较 135
6.3 本章小结 136
参考文献 137
主要符号表 145
附录A 模型算法程序 149
附录B 计算结果和工艺参数的输入、输出程序 156