[發(fā)明專利]地下氣化污染物的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310697521.2
• 申請(qǐng)日: 2013-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103696752B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉淑琴;李金剛
• 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)明涉及地下氣化領(lǐng)域，更具體地，涉及一種地下氣化污染物的控制方法。

背景技術(shù)

煤炭地下氣化技術(shù)工藝過(guò)程中，在地下燃空區(qū)會(huì)產(chǎn)生氣化殘留物，其中所含有害物質(zhì)如：有機(jī)物、金屬離子等易與隨地下水遷移，對(duì)地下水產(chǎn)生污染危害，因此需要對(duì)氣化過(guò)程中產(chǎn)生的殘留物污染物的特性進(jìn)行準(zhǔn)確描述，包括污染物的影響范圍和遷移變化濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制處理。

氣化后的殘留物一般深埋于地下，目前常規(guī)的監(jiān)測(cè)和控制方法有：（1）觀測(cè)井監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化。即以地下氣化燃空區(qū)為核心，在其周圍不同距離的位置設(shè)置觀測(cè)井，通過(guò)觀測(cè)井定期采集水樣檢測(cè)其不同指標(biāo)，通過(guò)指標(biāo)變化來(lái)反映地下殘留污染物的遷移變化規(guī)律。（2）氣化工藝調(diào)控。即通過(guò)氣化工藝過(guò)程中調(diào)控工藝參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制地下殘留污染物產(chǎn)生的量。但是這兩種方法均有局限性，方法（1）只能實(shí)現(xiàn)對(duì)地下污染物監(jiān)測(cè)點(diǎn)的濃度和范圍的預(yù)測(cè)，并且根據(jù)監(jiān)測(cè)頻率，不能實(shí)時(shí)反映污染物的遷移變化情況，如果提高監(jiān)測(cè)頻率相應(yīng)就會(huì)加大勞動(dòng)量；方法（2）只能改變所產(chǎn)生的地下殘留污染物的量，對(duì)污染物的遷移變化規(guī)律無(wú)法進(jìn)行描述。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種地下氣化污染物的控制方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下氣化污染物遷移速率進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)氣化壓力對(duì)污染物的遷移速率進(jìn)行控制。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種地下氣化污染物的控制方法，包括如下步驟：（S1）確定地下氣化區(qū)的污染物的分配系數(shù)、地下氣化區(qū)的氣化壓力、通過(guò)設(shè)置觀測(cè)井監(jiān)測(cè)獲得的地下氣化區(qū)的污染物的體積濃度差以及觀測(cè)井底端距地下氣化區(qū)邊界的距離；（S2）根據(jù)上述確定的所有物理量，建立地下氣化污染物遷移速率與地下氣化壓力的函數(shù)關(guān)系；（S3）以污染物臨界遷移速率作為函數(shù)的輸入值，獲得臨界氣化壓力；（S4）通過(guò)使地下氣化區(qū)的氣化壓力不超過(guò)臨界氣化壓力，以將污染物的擴(kuò)散范圍保持在地下氣化區(qū)外的規(guī)定范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明，地下氣化污染物的控制方法包括如下步驟：確定地下氣化區(qū)的地層條件測(cè)定值；根據(jù)地層條件測(cè)定值，確定地下氣化區(qū)的污染物，以獲得污染物的分配系數(shù)；根據(jù)分配系數(shù)以及地下氣化區(qū)的氣化壓力，建立所染物的遷移模型，并計(jì)算污染物的理論遷移速率；根據(jù)地下氣化區(qū)中地下水徑流方向，設(shè)置至少兩個(gè)觀測(cè)井以獲得相鄰兩個(gè)觀測(cè)井之間的地下氣化區(qū)的污染物的體積濃度差；根據(jù)體積濃度差以及上述距離，計(jì)算污染物的測(cè)量遷移速率；調(diào)整分配系數(shù)以及氣化壓力，以使得理論遷移速率與測(cè)量遷移速率相等；根據(jù)調(diào)整后的理論遷移速率與氣化壓力獲得上述函數(shù)關(guān)系。

根據(jù)本發(fā)明，地層條件測(cè)定值包括：滲透系數(shù)、彌散度、初始水頭、初始濃度和存貯系數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明，上述的確定地下氣化區(qū)的污染物種類，以獲得污染物的分配系數(shù)的步驟包括：確定地下氣化區(qū)中所有污染物；確定所有污染物中溶于水的污染物；確定溶于水的污染物中的有害污染物，作為的地下氣化區(qū)的污染物；取地下氣化區(qū)中未經(jīng)燃燒的反應(yīng)物研磨過(guò)篩；取地下氣化區(qū)中廢水，將過(guò)篩后的反應(yīng)物溶于廢水中，制成混合液；對(duì)混合液震蕩并靜置后取上層清液；分別檢測(cè)上層清液中和廢水中的污染物的體積濃度；重復(fù)上述步驟，以獲得污染物的分配系數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明，上述的建立污染物的遷移模型，并計(jì)算污染物的理論遷移速率的步驟包括：建立三維飽和地下水流模型，將地下氣化區(qū)的氣化壓力、分配系數(shù)、以及地層條件測(cè)定值輸入三維飽和地下水流模型中，以獲得理論遷移速率。

根據(jù)本發(fā)明，上述的計(jì)算污染物的測(cè)量遷移速率按如下公式計(jì)算：

V=(C1-C0)L·d]]>

其中，C₁-C₀為上述的體積濃度差；L為觀測(cè)井底端距地下氣化區(qū)邊界的距離；d為測(cè)得體積濃度差時(shí)的天數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明，地下氣化污染物遷移速率與地下氣化壓力的函數(shù)關(guān)系為：

V=f(P)=0.0025P+0.0008。