Способ подземной газификации угля, преимущественно сернистого Советский патент 1989 года по МПК C10J5/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для бесшахтной разработки месторождений угля и других горючих ископаеьых посредством их газификации на месте залегания.

Цель изобретения - повьппение теплоты сгорания образующегося газа.

Пример. Газификации подвергают угли с содержанием сульфидной серы 2,1-2,2%. Для розжига пласта и создания очага горения в пласт вводят металлический кальций (20 г кальция на 1 кг угля), который при взаимодействии с сульфидными компонентами угля выделяет большое количество тепла. Выбор именно этого химреагента основан на том, что теплота образования сульфида кальция значительно превышает таковую для сульфидов железа, меди, свинца и цинка. При этом теплоты выделяются тем больше, чем меньше теплота образования перечисленных сульфидов , Теплоты образования сульфида кальция и сульфидов примесей в угольных пластах приведены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что термически наиболее эффективными являются реакции:

Са + CuS CaS + Си; (1)

Са + CujS « CaS + 2Cu; (2) Са + FeS - CaS + Fe, (3)

разница в теплотах образования соответственно 103,7, 96,3 и 92,6 ккал/г-моль.

При из.бытке кальция над сульфидами образуются дополнительные количества СО и Н

Са + СО « СаО + СО;(4)

Са + СаО + Н.(5)

СП

ЧЭ

О)

СП

Угольные пласты часто содержат во;ця повьппенной кислотности. Это приводит к реакциям нейтрализации с выделением водорода .+

Са + 2Н

Н

1

(6)

ксю

Мож

Реакции (4)-(6) экзотермичны, тем не менее они повьппают теплоту сгорания образукядегося газа.

Реакция между кальцием и сульфидами железа, меди, свинца и цинка начинаются при температурах порядка 800-1000°С, поэтому для их инициирования необходимо использовать за- папьные смеси, которые состоят из тонких порошков состава: ЗА1 + 2А1 + ЗВаО, 2А1 + , и т.п но использовать также порошковую смесь, состоящую из 12% магния и 88 ВаО. Поджигают смесь электровоспламенителем, магниевой лентой или бикфордовым шнуром.

После розжига пласта и создания очага горения процесс газификации осуществляют обычным способом, т.е. путем подачи дутья в дутьевые скважины и отводом образующегося газа через газоотводящие.

Температура реакции металличес- кого кальция с сульфидами железа, меди, свинца и цинка достигает 2000°С и вьш1е„ При наличии в угольной массе 4% общей серы (не менее 2% сульфидной серы) и 2-3% металли- ческого кальция температура в зоне реакции достигает 1300-1500 с. Также необходимо отметить, что образующийся судьфид кальция (CaS) остается в пласте в твердой фазе, бла- годаря чему содержание окислов серы в полученном газе значительно снижается и соответственно улучшается качество газа и повьш1ается его теплота сгорания.

0

5

5

Н rat.л. 2 приведены составы газов, полученных при газификации сернистых углей ( 3,9%, 5,,д 2,17) без добавления химреагентов, с добавлением нафтената А1 (по известному способу) и согласно изобретению с добавлением металлического кальция.

Теплотворная способность генераторных газов составила: без применения химреагентов 7,1, при использовании известного способа 8,2, при использовании кальция 11,6 МДж/м .

Формула изобретения

Способ подземной газификации угля, преимущественно сернистого, включающий бурение дутьевых и газоотво- дящих скважин, создание канала газификации, подачу в пласт химических реагентов, розжиг пласта, подачу дутья и отвод образующегося газа, отличающийся тем, что, с целью повышения теплоты сгорания образующегося газа, в качестве химического реагента используют металлический кальций.

Таблица 1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при газификации угля, преимущественно сернистого, и других горючих ископаемых на месте их залегания. Целью изобретения является повышение теплоты сгорания образующегося газа. Способ включает бурение дутьевых и газоотводящих скважин и создание канала газификации. В пласт подают металлический кальций и осуществляют розжиг пласта. После этого осуществляют подачу дутья и отвод образующегося газа. 2 табл.