Способ подземной газификации угля Советский патент 1988 года по МПК C10J5/00 

((21) 3840438/31-26

(22) 27,11.84

(46) 23.04.88. Бюл. № 15

(71)Институт геологии и геохимии горючих ископаемых АН УССР

(72)Э.Б. Чекалюк, Ю.В. Стефаник, Д.В. Брык, О.В. Гвоздевич, Ю.С. Маковский, Л.К. Сенькив и Е.А, Степан- чиков

(53)622.278(088.8)

(56)Патент США № 4313499, кл. С 10 J 5/00, 1982.

(54)СПОСОБ ПОДЗЕШОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УПИ

(57)Изобретение относится к горно- добываюв ей промышленности, а конкретно к способам получения газа при подземной газификации угля. Целью изобретения является повышение теплоты сгорания образующегося газа. Это

достигается благодаря осуществлению процесса подземной газификации по схеме, включающей бурение дутьевой и газоотводящей скважины, соединение их каналом по угольному пласту, розжиг угля у забоя газоотводящей скважины и подачу газифицирующего агента, в качестве которого используют воду, в дутьевую скважину. Отвод образующегося газа осуществляют через газоотводящую скважину, предварительно осуществив его закалку. Для этого на забое газоотводящей скважины в потоке горячего газа температуры 1000-1200 С впрыскивают воду, при этом температуру газа поддерживают в пределах между температурой кипения воды при данном забойном давлении и температурой термической стабилизации образующегося газа 300- 320 °С. 2 ил.

СО

о ю

со

CXJ

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а конкретно к способам получения газа при подземной газификации угля.

Целью изобретения является повышение теплоты сгорания образующегося газа.

На фиг. 1 показан подземный газогенератор, вертикальный разрез;; на фиг. 2 - газоотводящая скважина, вертикальный разрез.

Генератор включает газоотводящую скважину 1, дутьевую скважину 2, угольный пласт 3, прогретую зону 4 пласта, зону 5 раскаленного угля, выгазованное пространство 6. Газоотводящая скважина содержит обсадную колонну труб 7, теплоизолированную колонну труб 8, сигнальную забойную термопару 9, теплообменник 10, сепаратор 11, отстойник 12, насос 13. Способ осуществляется следующим образом.

С поверхности земли в пласт угля бурят газоотводящую и дутьевую скважины 1 и 2. Газоотводящую скважину обсаживают колонной труб 7 и цементируют затрубное пространство до устья скважин. После чего скважину 2 углубляют до подощвы угольного пласта и опускают в нее теплоизолированную колонну труб 8 и сигнальную забойную термопару 9 до башмака скважины 2.

Газоотводящую 1 и дутьевую 2 сквжины соединяют между собой каналом по угольному пласту любым из известных способов, например бурением горизонтального канала или противоточ ной сбойкой. Затем у забоя газоотво дящей скважины 1 осуществляют розжиг пласта с подачей в эту же скважину воздуха и отводом образующихся газов через скважину 2. Проходя по пласту, горячие газообразные продукты прогревают часть угольного пласта до температуры парообразования. Затем в скважину 2 подают газифицирующий агент - воду, поток которой, прогретьй в зоне 4 пласта, превращается в пар и в таком состоянии проходит через зону 5 раскаленного угля, где температура равна 1000-1200 и, взаимодействуя с углем, образует водяной газ, который попадает на забой газоотводящей скважины 1 , температуры 1000°С. Весь процесс получения водяного газа повторяется с первого

этапа, т.е. с розжига и нагрева угольного пласта до температуры, необходимой для получения водяного

газа.

С момента появления на забое потоке горячего газа по сигналу термопары 9 начинают подавать воду насосом 13 в межтрубное пространство

обсадной колонны труб 7. Нагнетаемая вода, стекая вниз, охлаждает обсадную колонну труб и впрыскивается в поток раскаленного образующегося газа на забое скважины, чем дости5 гается его мгновенное охлаждение

(закалка). Температуру газа на забое газоотводящей скважины поддерживают в пределах между температурой кипения воды при данном забойном давле0 НИИ и температурой термической стабилизации образующегося газа 300- 320°С.

Образующийся поток парогазовой смеси отбирают по центральной тепло5 изолированной колонне труб 8, при

этом он сохраняет температуру закалки до выхода из скважины, и направляют в теплообменник 10 с целью утилизации теплосодержания парогазовой

Q смеси, конденсации воды в разделения фаз жидкой и газовой. Сконденсированная вода поступает в отстойник 12, откуда насосом подается снова в линию закалки, а горючие газы направляются потребителю.

Пример. С поверхности земли бурят эксплуатационную газоотходящую скважину диаметром 426 мм до кровли угольного пласта, которую обсаживают колонной труб 325 мм, и цементируют затрубное пространство до устья скважин. После этого скважину углубляют до подошвы угольного пласта диаметром 300 мм. В подготовленную таким образом скважину опускают до кровли пласта теплоизолированную колонну труб и сигнальную термопару до башмака колонны. В результате осуществления процесса газификации с использованием в качестве газифицирующего агента воды образуется газ, состоящий в основном из CO+Hg, который подходит к забою газоотводящей скважины и имеет температуру 1000- 5 1200°С.

Для закалки 100(1 м горячего газа температурой 1200 С до температуры 320 С подают 500 кг воды.

0

5

0

Расход воды определяется следующим образом. Теплосодержание газа в нормальном объеме 1000 м с приведенными значениями температур до и

после закалки при теплоемкости i

1,382 кДж/м град будет Q 1000 ( -320). 1,382 1,216-10 Щж. Д:

1200- Для

поглощения данного количества тепла необходимо испарение воды в ко- личестве, равном

1,216-10 МДж : 2,5 Щж 500 кг где 2,5 МДж - теплота нагревания и испарения 1 кг воды. Таким образом, расход воды зави- сит от количества охлажденного газа и от температуры закалки.

Реализация данного способа подземной газификации угля даст возможность повысить теплоту сгорания га- за за счет предотвращения процессов деструкции горючих компонентов и стбилизация состава газа.

Формула изобретения

Способ подземной газификации угля, включающий бурение дутьевой и газоотводящей скважин, соединение их каналом по пласту, розжиг угля у забоя газоотводящей скважины, подачу газифицирующего агента в дутьевую скважину, отвод образующегося газа через газоотБодящую скважину, о т- личающийся тем, что, с целью повышения теплоты сгорания образующегося газа, на забое газоотводящей скважины в поток образующегося раскаленного газа впрыскивают воду, при этом температуру газа на забое газоотводящей скважины поддерживают в пределах между температурой кипения воды при данном забойном давлении и температурой термической стабилизации образующегося газа 300- 3204.

ФигЛ

Редактор Н.Гунько

Составитель Е.Чижикова Техред М.Ходанич

Заказ 1737/28

Тираж 464

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Газ

Фиг. 2

Корректор А.Зимокосов

Подписное