Способ зажигания твердого топлива, например сланца,в процессе его подземной переработки Советский патент 1979 года по МПК C10J5/00 C10B57/20 

Объем реторты 1 заполнен частицами горючего сланца, раздробленного взрывом.

Выше потолка 2 объема реторты 1 расположен покров 3 - неразрушенная порода. Толщина этого покрова произвольна и может составлять несколько десятков или сотен метров. Через покров 3 к верхушке кучи раздробленного сланца тянется цилиндрическая скважина 4.-Эта скважина может быть выполнена до или после. взрыва, образующего кучу раздробленного сланца, но обычно ее делак)т после взрыва. Скважина может быть выполнена обычными способами бурения и расширена до требуемого размера. В случае проницаемости покрова 3 скважина 4 может быть укреплена стальной трубой.

У нижнего конца скважины 4 образуют нагнетательную ,камеру 5, поперечное сечение которой больше поперечного сечения скважины. Нагнетательная камера 5 сообщается внизу с верхушкой кучи раздробленного сланца. Эта камера может продолжаться на некоторое расстояние ниже потолка 2 в кучу сланца, но обычно основную часть нагнетательной камеры выполняют в покрове 3, представляющем собой неразрушенную породу так, чтобы камера оставгшась незамкнутой такая нагнетательная камера может быть выполнена до взрыва, производимого с целью получения кучи раздробленного сланца, однако заранее выполненная камера может разрушиться во время взрыва, поэтому предпочтительнее выполнять ее после взрыва. Обычно для выполнения нагнетательной камеры 5 в нижнюю часть скважины 4 опускают инструмент для расширения скважины и расширяют камеру, увеличивая ее лис1метр. Например/ при диаметре скважины, равном 25 см, обычными инструментами может быть выполнена камера диаметром 43-68 см.

Высота камеры должна быть достаточной для размещения в ней горелки 6 и должна гарантировать, что частицы раздробленного сланца не заблокируют нижний конец камеры настолько, что затормозят прохождение через него поступающего в зону горения воздуха.

После выполнения камеры горелку б опускают вниз через скважину 4 в нагнетательную камеру 5, например, при помощи троса 7, соединенного с лебедкой 8, расположенной выше покрова 3. Предпочтительно, когда горелка размещена почти полностью в нагнетательной камере 5 и не закупоривает скважину 4, препятствуя прохождению сквозь нее воздуха. Однако, если диаметр горелки не очен велик, верхняя часть ее может быть расположена в скважине, не слишком

сокращая при этом воздушный поток. Воздух подается через скважину 4 в кучу сланца от любой обычной воздуходувки 9, показанной на чертеже схематично.

Для обеспечения работы горелки б к ней подсоединена идущая вверх

подсобная

по скважине 4

цепь

10 наземного питания. Окислитель, например сжатый воздух,и газообразное топливо, например горючий газ, подаются от источников 11, 12 вни по шлангам 13, 14, расположенным в цепи 10, к горелке.

В качестве газообразного топлива обычно могут быть использованы проп бутан, природный газ, газ, полученный при сухой перегонке горючего сланца, или другие горючие вещества как(Например, нефть.

В качестве окислителя для горелк и/или в качестве газа, нагнетаемого в скважину, могут быть использованы обогащенный кислородом воздух или смесь с отходящим при перегонке газом.

Горелка снабжена обычным датчиком пламени 15, сигнализирующим, что зажигание газообразного топлива произошло и что идет нагрев горючего сланца. Горелка может быть так же снабжена термопарами, соединенными через цепь 10 наземного питани с их измерительной схемой 16.

Такие термопары указывают на температуру у нижнего конца горелки где имеет место самый сильный нагре

Это дает возможность определить, когда нужно уменьшить подачу окислителя и газообразного.топлива в горелке, чтобы снизить скорость теплообразования и/или, если нужно, увеличить количество воздуха, нагнетаемого вниз по скважине вокруг горелки, для обеспечения дополнителного охлаждения и предотвращения перегрева горелки.

Горелка 6 направляет сильное пламя, выходясаее из ее нижнего конца, на верхушку кучи раздробленного сланца. Работа горелки продолжается до тех пор, пока значительньлй объем горючего сланца не будет нагрет выше его температуры воспламенения, когда горение кучи сланца не станет самоподдерживающимся. Огромное количество тепла, выделяемого при горении сланца, быстро бы вывело из строя горелки и элементы внутри нее, если бы не было обеспечено ее охлаждение. Поэтому после осуществления зс1жигания сланца от воздуходувки 9 вциз в скважину нагнетается воздух для охлаждения горелки 6 и поддержания еепри температуре безопасной работы.

Возможно так же направлять некоторую часть окислителя от источника

11 в верхнюю часть горелки б для охлаждения ее внутренней полости. Этот дополнительный охлаждающий газ выходит через отверстие или отверстия 17 в нижней части горелки в зону, окружающую горелку, Этот газ смешивается с воздухом, нагнетаемым вниз по скважине 4. Это внутреннее и наружное охлаждени горелки значительно снижает внутреннюю температуру ее.

Следует отметить, что воздух, подаваемый вниз по скважине 4 вокруг горелки, несет с собой кислород

для горения углеродистого вещества в горючем сланце, нагреваемом горелкой. Он несет также тепло от пламени горелки внутрь кучи частиц сланца для нагревания значительного объема. После того, как горение сланца в реторте становится самоподдерживающимся, горелку можно выключить или вытащить из скважины, а перегонку проводить нормальным

образом, подавая воздух или другой газ вниз по скважине.

Формула изобрет- -;;. ft

Способ зажигания твердого топлива, например сланца, в процессе

его подземной переработки, включающий бурение скваикикь я пласте, размещение в ней горелки, сжигание смеси газообразного топлива и

окислителя в горелке, о т л и ч а ющ и и с я тем, что. с целью интенсификации процесса .-. обеспечения устойчивой работы горелки, Е низу скважины создают нагнетательную камеРУ, поперечное сечение которой больше поперечного сечения скважины, и в процессе сжигания газообразного топлива и окислителя в скважину нагнетают окисляющий газ.

, Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3628929, кл. 48-210, 21.1Г,71.