專利名稱：兩階段煤炭地下氣化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及兩階段煤炭地下氣化工藝，尤其適用于礦井報(bào)廢煤炭資源的地下氣化。
長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外都采用連續(xù)供給固定組份的氣化劑來(lái)進(jìn)行煤炭地下氣化技術(shù)的研究和開發(fā)利用，這些氣化劑大部分是空氣或富氧空氣及添加水蒸汽，而采用空氣或低濃度的富氧空氣作氣化劑時(shí)，由于氣化劑中N2含量高，使得出口煤氣中也含有較大組份(50％以上)的N2，因此煤氣中可燃組份的含量及發(fā)熱量都較低，從而限制了產(chǎn)品煤氣的使用；采用高濃度的富氧空氣作氣化劑時(shí)，由于受制氧技術(shù)水平的限制，其制氧成本較高，因而使煤氣成本大幅度增加。
鑒于已有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種煤炭地下氣化工藝，利用空氣和水蒸汽生產(chǎn)高熱值煤氣，使產(chǎn)品煤氣的使用范圍擴(kuò)大，降低煤氣成本。
本發(fā)明兩階段煤炭地下氣化，針對(duì)礦井煤炭地下氣化，包括機(jī)房、測(cè)控室、燃燒塔、冷卻池、洗滌塔、空噴塔、放空塔、流量計(jì)、閥門、輸氣管、鼓風(fēng)機(jī)，可在礦井煤層中建立長(zhǎng)通道的大斷面地下氣化爐，氣化爐進(jìn)排氣孔位于煤層底板和打傾孔沿煤層鉆進(jìn)，氣化爐上設(shè)有測(cè)溫孔、蒸氣孔、進(jìn)氣孔、排氣孔，排氣孔連通構(gòu)成氣化通道，向地下氣化爐循環(huán)供給空氣和水蒸汽，每個(gè)循環(huán)由兩階段組成，第一階段鼓空氣，第二階段鼓水蒸汽。第一階段從進(jìn)氣孔鼓入空氣，為蓄熱階段，生產(chǎn)低熱值鼓風(fēng)煤氣，當(dāng)CO和CO3的百分比含量之和達(dá)到26％以上時(shí)，停止供風(fēng)進(jìn)入第二階段，從供氣孔鼓入水蒸汽，為鼓水蒸汽階段，生產(chǎn)高熱值地下水煤氣，當(dāng)出口煤氣中CO含量低于5％時(shí)，則停止供水蒸汽，由進(jìn)氣孔重新鼓入空氣，實(shí)現(xiàn)一個(gè)循環(huán)。
本發(fā)明兩階段煤炭地下氣化工藝，將煤炭地下氣化過(guò)程分為兩個(gè)階段進(jìn)行，即鼓空氣階段和鼓蒸汽階段。此工藝第一階段可生產(chǎn)熱值在4.18MJ/m3左右的煤氣，可作為工業(yè)燃料或發(fā)電，第二階段可生產(chǎn)熱值在12.56MJ/m3以上的煤氣，可燃組份的含量在80％以上，而且消除了N2對(duì)煤氣熱值的影響，N2含量低于4％，可作為城市民用或生產(chǎn)醇的原料氣，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能生產(chǎn)兩種熱值不同的煤氣，供區(qū)別或混合使用，提高了氣化效率，第二階段能夠獲得熱值在10m3/Nm3以上的高熱值煤氣，使煤炭大幅度增值，具有廣泛的實(shí)用性。
本發(fā)明兩階段煤炭地下氣化工藝，在不改變?cè)O(shè)備的條件下，向地下氣化爐循環(huán)供給空氣和水蒸汽，每個(gè)循環(huán)有兩個(gè)階段，第一階段為鼓空氣蓄熱階段，生產(chǎn)低熱值鼓風(fēng)煤氣；第二階段為鼓水蒸汽階段，生產(chǎn)高熱值地下水煤氣。第一階段從進(jìn)氣孔鼓入空氣，隨時(shí)觀測(cè)煤氣組份及熱值，當(dāng)CO和CO2的百分比含量達(dá)到26％以上時(shí)，則立即停止供風(fēng)，進(jìn)入第二階段，第二階段從進(jìn)氣孔鼓入水蒸汽，并隨時(shí)測(cè)量出口煤氣的組份及熱值，當(dāng)CO含量低于5％時(shí)，則停止供水蒸汽，從進(jìn)氣孔重新鼓入空氣，實(shí)現(xiàn)一個(gè)循環(huán)。當(dāng)?shù)谝浑A段鼓風(fēng)量為3600m3/h，第一階段和第二階段的時(shí)間比為1∶1，第二階段高熱值地下水煤氣的組份及熱值見附表。
表2 新河二號(hào)井煤炭地下氣化半工業(yè)性試驗(yàn)兩階段氣化工藝試驗(yàn)結(jié)果1994年(第二階段)
權(quán)利要求
1.一種兩階段煤炭地下氣化工藝，它包括風(fēng)機(jī)房、測(cè)控室、燃燒塔、冷卻池、洗滌塔、空噴塔、放空塔、流量計(jì)、閥門、輸氣管、鼓風(fēng)機(jī)，可在礦井煤層中建立長(zhǎng)通道的大斷面地下氣化爐，氣化爐進(jìn)排氣孔位于煤層底板和打傾孔沿煤層鉆進(jìn)，氣化爐上設(shè)有測(cè)溫孔、蒸汽孔，進(jìn)氣孔、排氣孔連通構(gòu)成氣化通道，其特征在于向地下氣化爐循環(huán)供給空氣和水蒸汽，每個(gè)循環(huán)由兩個(gè)階段組成，第一階段鼓空氣，第二階段鼓水蒸汽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化工藝，其特征在于第一階段從進(jìn)氣孔鼓入空氣，當(dāng)CO和CO2的百分比含量之和達(dá)到26％以上時(shí)，停止供風(fēng)進(jìn)入第二階段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化工藝，其特征在于第二階段從進(jìn)氣孔鼓入水蒸汽，當(dāng)出口煤氣中CO含量低于5％時(shí)，停止供水蒸汽。
全文摘要
兩階段煤炭地下氣化工藝,將煤炭地下氣化過(guò)程分為兩個(gè)階段進(jìn)行,一個(gè)階段鼓空氣,一個(gè)階段鼓蒸汽,消除了N
文檔編號(hào)E21B43/243GK1183507SQ9510344
公開日1998年6月3日 申請(qǐng)日期1995年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月14日
發(fā)明者余力, 張維廉, 梁杰 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)