[發(fā)明專利]煤炭地下氣化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310529893.4
• 申請(qǐng)日: 2013-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN103556980A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康燕花;劉清宇;高寶平;潘霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新奧氣化采煤有限公司
• 主分類號(hào): E21B43/295
• 分類號(hào): E21B43/295
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤炭地下氣化方法。

背景技術(shù)

煤炭地下氣化技術(shù)是一種將埋藏在地下的煤炭進(jìn)行直接的、有控制的燃燒，通過(guò)煤的熱作用及化學(xué)作用，產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過(guò)程。在煤炭地下氣化工藝過(guò)程中，煤層的燃燒和氣化是在含有礦物質(zhì)的情況下進(jìn)行的，而灰層就是煤層中的可燃部分燒掉后得到的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化為固體的產(chǎn)物附著在煤層表面，灰層的存在會(huì)對(duì)氣化過(guò)程造成一定的影響。Sateesh?Daggupati,Ramesh?Mandapati,Sanjay?M.Mahajani等在Laboratory?studies?on?combustion?cavity?growth?in?lignite?coal?blocks?in?the?context?of?underground?coal?gasification(Energy,2010)文章中指出燃燒通道周圍的煤壁上通常會(huì)附著一層煤灰，該灰層阻礙氣流與新鮮煤層的接觸，進(jìn)而影響煤層的燃燒或氣化效果。V.Prabu,S.Jayanti兩人在文章Simulation?of?cavity?formation?in?underground?coal?gasification?using?bore?hole?combustion?experiments(Energy,2011)中說(shuō)在煤塊內(nèi)部燃燒后的空腔呈梨形，壁面附著薄薄的一層煤灰。隨著氣化過(guò)程的發(fā)生，灰層的厚度只要達(dá)到幾個(gè)毫米，就能使氣化過(guò)程惡化，使得氣體擴(kuò)散過(guò)程阻力增加，導(dǎo)致氣化效率下降，進(jìn)而也影響了工作面拓展，因此，應(yīng)該采取必要的措施消除灰層對(duì)氣化過(guò)程的影響。在煤炭地下氣化試驗(yàn)室的中試模型試驗(yàn)爐內(nèi)進(jìn)行大塊煤模擬煤層地下氣化結(jié)束后，揭開氣化通道，同樣也發(fā)現(xiàn)煤壁上附著一層煤灰。灰層的存在，阻礙了氣化劑與煤層的接觸和反應(yīng)，從而使得氣化效率降低。

CN101608136公開了一種用于生產(chǎn)煤氣的高效煤炭氣化爐。該氣化爐使用單一高溫過(guò)熱蒸汽做氣化劑將煤炭連續(xù)氣化成高熱值的優(yōu)質(zhì)水煤氣，煤氣中僅含微量的N₂、CO₂。在氣化爐的氣化段使用循環(huán)煤氣，并將中溫循環(huán)煤氣首先經(jīng)過(guò)汽化除塵裝置回收煤氣顯熱產(chǎn)生大量蒸汽，煤氣中的灰塵被清除，煤氣與水蒸氣均勻混合,形成溫度70～130℃低溫混合氣體，然后經(jīng)高溫氣體發(fā)生器產(chǎn)生1000℃以上的高溫混合氣體做為熱載體和氣化劑送入爐內(nèi)，使氣化反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。同時(shí)大幅度增加爐內(nèi)的對(duì)流傳熱與傳質(zhì)，反應(yīng)速度大大提高，顯著提高氣化效率及熱效率。氣化段氣化反應(yīng)產(chǎn)生的氣化煤氣向上通過(guò)干餾段與煤炭進(jìn)行熱交換，對(duì)煤炭進(jìn)行低溫干餾與預(yù)熱,充分利用煤氣顯熱提高熱效率，煤炭氣化效率及系統(tǒng)熱效率均比目前公知使用的煤炭氣化爐有大幅度的提高。該煤炭氣化爐雖然可以提高煤氣氣化的效率，但一方面，其需要額外的裝置進(jìn)行預(yù)處理，從而加大了成本和復(fù)雜的操作，另一方面，其并不會(huì)去除煤層上附著的灰層，當(dāng)灰層產(chǎn)生并不斷增厚時(shí)，上述高溫混合氣體仍會(huì)被灰層阻礙，無(wú)法與煤層反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以提高氣化效率的燃燒煤炭地下氣化方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種煤炭地下氣化方法，包括以下步驟：（1）測(cè)量靜水壓力值，建立進(jìn)氣通道、出氣通道和將進(jìn)氣通道與出氣通道連通的氣化通道；（2）通過(guò)進(jìn)氣通道注入氣化劑；（3）點(diǎn)燃煤層；（4）提高氣化通道內(nèi)的壓力并維持其恒定；（5）降低氣化通道內(nèi)的壓力。

根據(jù)本發(fā)明，在步驟（4）中：（4.1）減小出氣通道的出氣量，直至將其完全關(guān)閉；（4.2）通過(guò)增大氣化劑的注入量，提高進(jìn)氣通道口的壓力直至其位于靜水壓力值的0.5-0.75倍的范圍內(nèi)；（4.3）通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣通道的進(jìn)氣量，保持進(jìn)氣通道口的壓力在靜水壓力值的0.5-0.75倍的范圍內(nèi)并維持預(yù)定時(shí)間；（4.4）通過(guò)調(diào)節(jié)出氣通道的出氣量，調(diào)節(jié)出氣通道口的壓力直至其位于0.5MPa-0.8MPa范圍內(nèi)；（4.5）保持出氣通道口的壓力在0.5MPa-0.8MPa范圍內(nèi)并維持預(yù)定時(shí)間。

根據(jù)本發(fā)明，在步驟（4.2）中：通過(guò)增大氣化劑注入量，保證進(jìn)氣通道口壓力以0.4MPa/12h的速度提高直至其位于靜水壓力值的0.5-0.75倍的范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明，在步驟（4.3）中：通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣通道的進(jìn)氣量，保持進(jìn)氣通道口的壓力在靜水壓力值的0.5-0.75倍的范圍內(nèi)持續(xù)18小時(shí)至22小時(shí)。

根據(jù)本發(fā)明，在步驟（4.5）中：保持出氣通道口的壓力在0.5MPa-0.8MPa范圍內(nèi)持續(xù)26小時(shí)至30小時(shí)。