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

Изобретение относится к горного 1делу и может быть использовано в горнодобывающей промышленности для бесшахтной разработки месторождений угля и других горючих полезных ископаемых, посредством их газификации на месте залегания.

Цель изобретения - повышение качества парогазовой смеси за счет снижения содержания метана.

Чтобы понять сущность предлагае-- 1мого способа, необходимо рассмотреть ;следуюш;ие реакции газогенераторного iпроцесса:

0

5

прекращению работы подземного генератора.

Однако, имеется принципиально иной путь снижения образования метана и усиления генерации СО и Н даже при пониженных температурах и повьщенных давлениях. Этот путь и составляет сущность предлагаемого способа: он основан на вводе в зону огневого забоя гидрозолей металлов, активирующих генерацию СО и Н и подавляющих генерацию СН.

Экспериментально установлено, что в присутствии золей железа уже при 450 С резко вправо сдвигается реакция

Изобретение относится к горно- добьтающей промышленности и м.б. использовано для бесшахтной разработки месторождений угля и других горючих полезных ископаемых посредством их газификации на месте залегания. Цель изобретения - повышение качества парогазовой смеси. Угольный пласт (УП) вскрывают скважинами и создают между ними скважинно- реакционный канал(методом гидравлического разрыва или прожига УП). Разжигают УП, формируют забой и осуп;ествляют подачу воздушного кислородного дутья навстречу огневому забою. По направлению движения огневого забоя в выгоревшую зону с поверхности производят подачу смеси воды с металлами. Воду смешивают с никелем или кобальтом, или железом, или их смесями. Смеси воды с металлами готовят в виде аэрозолей. Производят откачку парогазовой смеси. 1 ил. S а

С + СО,

2 СО

С + Н.О СО + Н,

СО + ЗН,,, +

2СО + + COj

Реакции (1) и (2) идут с погло- 1цением тепла, поэтом и для их сдвижения вправо необходимо повышение температуры и снижение давления. Реакции (3) и (4) в том же направлении сдвигаются при понижении температуры )и повышении давления.

Следовательно, первым условием Интенсификации образования Н и СО, также снижения доли СН является Ь:овышение температуры. Это условие соблюдается в способе-прототипе, который предусматривает повышение температуры на огневом забое не ниже . Однако, при воздушном дутье столь высокую температуру не всегда удается устойчиво поддерживать, отсюда и снижение качества газогенераторного газа, понижение его калорийности.

Вторым условием интенсификации образования Н и СО, а также снижен: 1я доли СН является низкое давление парогазовой смеси на огневом забое. При давлениях 0,1-0,3 МПа резко усиливается генерация Н и СО, а метан прак гически не образуется. Это условие в способе-прототипе не соблюдается, поэтому даже при 1500 С образуется до 10% метана. Однако соблюдение данного условия затруднительно, так как при низких давлениях на огневом забое резко ухудшаются условия циркуляции газов, что может привести к

+ СО

С0„ + Н.

(5)

20

В присутствии золей никеля или кобальта при 760-800°С вправо сдвигается реакция

+

СЕ,

СО, + 4Н

2

(6)

25 а при 1200-1400°С - также реакция

HjO +

СН,

:СО + ЗН,

(7)

0

5

0

5

0

5

Расходы на приготовление гидрозоля незначительны. Для получения 1 л гидрозоля Ni, Со или Fe необходимо всего

4-5 г этих металлов при размере частиц порядка 0,1-0,001 мм.

На чертеже приведена схема газификации угольного пласта-.

Схема включает скважину 1 для воздушного и воздушно-кислородного дутья, скважину 2 для отвода образовавшейся парогазовой смеси 3, скважину 4 для подачи гидрозолей 5 в вы- газованное пространство, огневой забой б и котел газификации 7 в угольном пласте 8.

Угольный пласт вскрывают тремя скважинами (или тремя группами скважин) 1, 2 и 4. Между скважинами 1 и 2 образуют котел 7 (методом гидравлического разрыва или прожига угольного пласта 8). Угольный пласт разжигают и формируют огневой забой 6 с помощью дутья через скважину 1. Затем по скважине 4 навстречу огневому забою 6 подают гидрозоль 5.

Парогазовую смесь 3, в которой под воздействием золей Ni, Со и Fe активно протекают реакции генерации СО и Н, отводят по скважине 2. После отработки участка пласта.

оконтуренного рядом скважин 1 и 2, приступают к газификации следующего участка. При этом скважину 2 используют уже для подачи гидрозоля в вы- газованное пространство, а скважину 1 - для отвода парогазовой смеси. Формула изобретения

Способ подземной газификации угля включающий вскрытие пласта скважинами, создание между ними скважинно- реакционного канала, подачу воздушного кислородного дутья навстречу

Гидрозо/tb

J

H20,,co,F€ /;;,

ШШ

3920854

огневому забою, подачу в выгоревшую зону с поверхности воды по направлению движения огневого забоя и откачку парогазовой смеси, отличающийся тем, что, с целью по- вьшения качества парогазовой смеси при одновременном снижении энергозатрат за счет снижения содержания метана, перед подачей воды в выгоревшую зону ее смешивают с никелем или кобальтом, или железом, или их смесями, при этом смеси воды с металлами готовят в виде гидрозолей.

10

Газ

Аутье

L

/

WA

I

.