Способ газификации угля

СОВХОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 00010 я)5 Е 21 В 43/295 ЗОБРЕ Т ЬСТВ 2 ическии и ви В,Б.Ко ГЛЯ овысить,кфет обеспечеза высокой рхней части ма реализациикации,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ ГАЗИФИКАЦИИ У (57) Изобретение позволяет и фективчость газификации за сч ния возможности получения га теплотворной способности, В ве Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной газификации угля,Цель изобретения - повышение кффек тивности газификации за счет обеспечения возможности получения газа высокой теплотворной способности.Для достижения цели по способу газификации угля, включающему подачу в подземный газогенератор через подающую скважину дутья ик пара и кислорода и отвод исходящего газа по газоотводящей скважине с выработкой пара путем отбора тепла исходящего газа в межтрубном зазоре между стенками обсадной трубы и эксплуатационной колонны. по которой отводят исходящий газ, из исходящего газа отбирают диоксид углерода, осуществляют каталитический синтез метана, при этом из отобрангазоотводящей скважины формируют газо генераторную колонну соосно с кксплуатационной колонной, В межтрубный зазор обсадной и эксплуатационной колонн подают воду и отводят пар. В качестве источника кислорода и водорода используют щелочной клектролизер, Из исходящего газа в блоке очистки отбирают диоксид угле- родэ. Выделяют из него оксид углерода, Последний вместе с водородом, подаваемым от клектролизера, подают в газогенерационную колонну, где при подводе тепла от эксплуатационной колонны осуществляют синтез метана. Синтезированный метан смешивают с исходящим газом, очищенным от диоксида углерода, и подают потребите- й лю, 1 з.п, ф-лы, 1 ил.,. ного диоксида углерода получают оксид углерода, который одновременно с водородом подают в газогенерационную колонну, которую выполняют в виде герметичной емкости и размещают на верхнем участке газо- отводящей скважины с возможностью подвода к ним тепла от эксплуатационной колонны, а синтезированный метан вводят в поток исходящего газа, лишенного диоксида углерода, Кислород, подавасмый в подземный газогенератор, производят путем электролиза воды под давлением 5-7 МПэ предпочтительно в щелочных клектролизэх. при этом водород, одновременно получаемый в процессе электролиза, используют для синтеза метана.На чертеже показана схезаявленного способа газифиСпособ осуществляется в следующемпорядке,С поверхности 1 до угольного пласта 2бурят сеть вертикальных скважин 3 и 4, которые затем сбивают друг с другом и обсаживают трубами 5, На дутьевых скважинах3 размещают оголовки с патрубками, обеспечивающими подвод различных компонентов дутья. В газоотводящих скважинах 4размещают эксплуатационную колонну 6 сзазором 7 между колонной 6 и обсаднойтрубой 5, Этот зазор изолируют от атмосферы и пространства подземного газогенератора 8. Подземный газогенератор 8формируют известным образом, Бурят сетьдутьевых 3 и газоотводящих 4 скважин (споверхности 1 до угольного пласта 2), Скважины 4 бурят диаметром 600 мм до кровлиугольного пласта, после чего заглубляют впоследний диаметром 300 - 350 мм.Верхнюю часть скважины на участкеразмещения газогенераторной колонны 9выполняют расширенной до 1000 мм. Скважину обсаживают трубой 5 диаметром 500мм с тампонажем затрубного пространства(на нижнем торце обсадной трубы закрепляют фланец, проходное сечение которого250-300 мм). В скважину опускают эксплуатационную колонну труб диаметром 250300 мм до упора во фланец, после центровкиэксплуатационной колонны соосно с обсадной трубой фиксируют нижний торец. эксплуатационной колонны на поверхностифланца, например, сваркой или жаростойким скрепляющим составом.В этом же порядке скрепляют с обсадной трубой состав газогенераторной колонны 9 Межтрубный зазор 7 выполняют сканалами (патрубками) подвода воды 13 иотвода пара 14, а гаэогенераторную колонну 9 - с каналами подвода компонентов синтеза,15, выходные отверстия которыхразмещены в нижней части колонны 9, иотвода синтез-газа 16, приемное отверстиекоторого размещено в верхней части колонны 9.На поверхности земли монтируют рабо, чую сеть: размещают плазмотрон 11, блок12 очистки газа. электролизер 10, источник17 воды, которые связывают следующим образом,Источник 17 воды связываютс патрубком 13 подачи воды межтрубного зазора 7,патрубок отвода пара которого связывают сдутьевой скважиной 3.Электролиэер 10 выходом "по кислороду" связывают с дутьевой скважиной 3, авыходом "по водороду" - с одним иэ каналов15 газотенераторной колонны 9 подводакомпонентов синтеза. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Выход эксплуатационной колонны бсвязывают с блоком 12 очистки газа, на выуоде которого установлен компрессор 18, а один из выходов блока 12 очистки (по диоксиду углерода) связан с плазмотроном 11, Выход плазмотрона 11 (по оксиду углерода) связан с вторым каналом 15 газогенераторной колонны 9, Выходной канал 16 газогенеоаторной колонны 9 через турбосепаратор 19 связан с трубопроводом 20 отвода газа - продукта газификации, В качестве потребителя газа - продукта газификации показана энергетическая установка 21. содержащая камеру 22 сгорания, газовую турбину 23, на валу которой установлен турбогенератор 24, Выход газовой турбины 23 связан с котлом-утилизатором 25, включенным в паротурбинный контур, содержащий паровую турбину 26 с генератором 27 и конденсатором 28, Кроме того, на чертеже показан компрессор 29,Процесс газификации осуществляют известным образом с подачей дутья в скважину 3 и отводом газа через скважину 4, Отводимый газ отдает тепло эксплуатационной колонне 6, которое отбирается водой, подаваемой от источника 17 в межтрубный зазор 7, Вырабатывающийся при атом пар используют в качестве дутья в скважину 3.Кислородную составляющую дутья получают в электролизере 10 под давлением 5 МПа, после чего подают в скважину 3. Водород, получаемый одновременно с этим, используют в качестве исходного компонента для синтеза метана.Синтез метана начинают после того, какгазогенераторная колонна прогреется до 250 - 300 С, а подземный газогенератор выйдет на стабильный режим работы, При необходимости ускорения процесса прогрева газогенераторной колонны 9 временно снижают интенсивность отвода тепла, например, уменьшением объемов подаваемой воды и тпИз отводимого по скважине 4 газа - продукта газификации отбирают диоксид углерода (С 02), из которого в плазмотроне 11 получают оксид углерода (второй компонент, потребный для синтеза метана). В зависимости от давления в потоке СО на выходе плазмотрона его компремируют до получения такого же давления, как и давление подаваемого водорода, указанные компоненты (Н 2 и СО) подают в нижнюю часть газогенераторной колонны 9. Синтезированный метан отводят через канал 16, размещенный в верхней части газогенераторной колонны. В турбосепараторе 19 (вал которого связан с генератором 27) отделяется СН 4 от воды. одновременнодавление отходящего СНл уменьшается до межтрубном зазоре между стенками обслд. давления, равного давлению в потоке отво- ной трубы и эксплуатационной колонны, по димого (очищенного от С 02) газа - продукта которой отводят исходящий газ, о т л и ч а югазификации(который сжимают в компрес- щ и й с я тем, что, с целью повышения соре,18), после отбора С 02 для повышения 5 эффективности газификации за счет обеспе.пропускной способности трубопровода 20. чения возможности получения газа высокой Газ, образованный смешиванием синтези- теплотворной способности, из исходящего рованного метана и газа-продукта газифи- газа отбирают диоксид углерода, осуществкации, очищенного от С 02, сжигают в ляют каталитический синтез метана, при камере 22 сгорания (компрессор 29 обеспе этом из отобранного диоксида углерода чивает подвод к камере 22 сгорания доста- получают оксид углерода, которую одновреточного объема воздуха), Образующиеся менно с водородом подают в газогенераципри этом газы срабатывают в газовой турби- онную колонну. которую выполняют в виде не 23 (с выработкой электроэнергии). Тепло гермеФчной емкости и размещают на верх- газов, прошедших газовую турбину 23, от- .15 нем участке гаэоотводящей скважины с,возбирается в котле-утилизаторес выработкой можностью подвода к ней тепла от пара, который затем срабатывает в паровой эксплуатационной колонны, а синтезиротурбине 26 (также с выработкой электро- ванный метан вводят в поток исходящего энергии). .газа, лишенного диоксида углерода.202,Способпоп.1,отличающийсяФ о р м у л а и з о б р е т е н и я тем, что кислород, подаваемый в подземный 1. Способ газификации угля, включав-.газогенератор; производят путем электрощий подачу в подземный газогенератор че- .: лизаводыподдавлением 5-7 МПа, предпочрез подающую скважину дуться иэ пара и . тительно в щелочных электролизерах, при кислорода и отвод исходящего газа по газо этом водород, одновременно получаемый в отводящей скважине с выработкой пара пу-процессе электролиза, используют для синтем отбора тепла исходящего газа в . теза метана,1800010РагаЮюМЭВ й зеив в ефВвее еювааФВ Составитель Г.Чумакова ктор Техред М.Моргентал Корректор С.Ше аказ 1143 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5роизводственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина,