DE812573C

DE812573C - Method and device for underground charring and gasification of combustible materials

Info

Publication number: DE812573C
Application number: DEP24286A
Authority: DE
Inventors: Jean Couderc; Walter Puff
Original assignee: Kohle Oel Union Von Busse K G
Current assignee: Kohle Oel Union Von Busse K G
Priority date: 1947-12-10
Filing date: 1948-12-10
Publication date: 1951-09-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Untertageschwelen und -vergasen von brennbaren Stoffen Das Schwelen und Vergasen von Braunkohlen, Steinkohlen, Ölschiefern, ölhaltigen Kalk- und Sandsteinen oder ähnlichen Stoffen in unterirdischen Kammern ist bekannt. Das Verfahren arbeitet dergestalt, daß unterirdische Kammern, die mit Schwelgut gefüllt sind, am Kammerende, an welchem die Frischgase (Luft oder ein Gemisch von Luft und Dampf oder von gesättigter Luft und/oder gemischt oder nicht gemischt mit verschiedenen Gasen) eintreten, angezündet werden, während am anderen Ende der Kammer die aus der Verbrennung und Schweltiog stammenden Gase und die Öl- oder Teerdämpfe, welche von diesen Gasen mitgeführt werden, abgesaugt werden. Nach der Zündung werden die Verbrennungs- oder Vergasungsgase durch die Kammer liindurcligesatigt und teilen ihre fühlbare Wärme den ersten Schwelgutschichten mit, auf die sie stoßen. Dadurch wird die Austreibung der flüchtigen Anteile des Schwelgutes bewirkt (Gas, 0l oder Teer). Diese flüchtigen Teile werden von den Gasen mitgerissen und, mindestens teilweise, am Kammerende gewonnen.Method and device for underground smoldering and gasification of combustible materials The smoldering and gasification of lignite, hard coal, oil shale, oily limestone and sandstone or similar substances in underground chambers is known. The method works in such a way that underground chambers with Schwelgut are filled, at the end of the chamber, at which the fresh gases (air or a Mixture of air and steam or of saturated air and / or mixed or not mixed with different gases) enter, be lit while at the other At the end of the chamber the gases from the combustion and Schweltiog and the oil or tar fumes, which are carried along by these gases, are extracted. To Upon ignition, the combustion or gasification gases are saturated through the chamber and share their sensible warmth with the first layers of smoldering material they encounter. This causes the expulsion of the volatile components of the carbon dioxide (gas, 0l or tar). These volatile parts are carried away by the gases and, at least partially won at the end of the chamber.

Der Brennzone geht eine Schwelzone voraus; beide Zonen schreiten langsam und gleichzeitig in Richtung auf die Absaugung fort. Um dieses Verfahren wirtschaftlich zu gestalten, müssen Kammern mit großem Querschnitt aufgefahren werden; unter diesen Umständen ist es schwierig, ein gleichmäßiges Fortschreiten der Schwel- und der Vergasungszone zu erreichen, weil die Neigung besteht, daß Stellen sich bilden, in welchen die Schwelung und Vergasung vorzugsweise stattfindet; so wird ein Teil des Schwelgutes nur ungenügend oder überhaupt nicht verschwelt.The burn zone is preceded by a smoldering zone; both zones walk slowly and at the same time proceeding towards the suction. To make this process economical to design, chambers with a large cross-section must be opened; Under these It is difficult to achieve an even progression of the swelling and the To reach the gasification zone because there is a tendency for spots to form in which the carbonization and gasification takes place preferentially; so becomes a part of the Schwelgood only insufficiently or not at all carbonized.

Dieser Nachteil ist besonders groß, wenn es sich um waagerechte oder leicht geneigte Kammern handelt, denn die heißen Gase haben die Neigung, den oberen Teil der Kammer zu bevorzugen, vor allem infolge des Auftriebs, oft aber auch deshalb, weil das Zusammensacken des Schwelgutes einen freien Durchlaß unter dem Hangenden bewirkt.This disadvantage is especially great when it comes to horizontal or vertical slightly inclined chambers acts, because the hot gases have the Tendency to prefer the upper part of the chamber, mainly due to buoyancy, but often also because the sagging of the smoldering food allows a free passage causes under the hanging wall.

Ein anderer schwerer Nachteil der bisherigen Untertageschwelverfahren ist auf das wiederholte Niederschlagen der Öldämpfe infolge Berührens mit den Schwelgutschichten zurückzuführen, denen die Öldämpfe vor Erreichen des Kammerausganges begegnen. Beim Annähern an die Feuerzone wird ein großer Teil des Öls verkrackt und ist somit verloren. Außerdem überzieht der so entstehende Koks das Schwelgut mit einer für Gase undurchdringlichen Schicht, so daß die Schwelung behindert wird.Another serious disadvantage of previous underground threshing procedures is due to the repeated precipitation of the oil vapors as a result of contact with the layers of smoldering material due to which the oil vapors encounter before reaching the chamber outlet. At the As the fire zone approaches, a large part of the oil is cracked and thus lost. In addition, the coke produced in this way coats the carbonized material with a layer that is impermeable to gases Layer, so that the smoldering is hindered.

Auf Grund der vorliegenden Erfindung ist es möglich, nicht nur das bevorzugte Strömen des Gases im oberen Teil waagerechter oder leicht geneigter Kammern, sondern auch das wiederholte Niederschlagen der Öldämpfe und das Kracken des Öles oder des Teers zu verhindern.With the present invention, it is possible not only that preferred gas flows in the upper part of horizontal or slightly inclined chambers, but also the repeated precipitation of the oil vapors and the cracking of the oil or to prevent tar.

Wenn, anstatt Gase und Dämpfe an einem Ende der Kammer abzusaugen, die Absaugung in einem zweckentsprechend gewählten und in der Nähe des Bodens oder Liegenden der Kammer befindlichen Punkt und in entsprechender Entfernung von der Feuerzone durchgeführt wird, so gelingt es, die oben angeführten Nachteile auszumerzen, das heißt, daß einesteils die Absaugung nach unten die Feuerzone am Aufsteigen gegen das Hangende zu hindert, und daß andererseits durch entsprechende Wahl des Abstandes zwischen Feuerzone und Absaugstelle das wiederholte Niederschlagen des Öls oder des Teers vermieden werden kann. Das Fortschreiten der Schwel- und der Vergasungszone zwingt in diesem Falle dazu, die Absaugstelledementsprechend zu verlegen.If, instead of exhausting gases and vapors at one end of the chamber, the suction in an appropriately chosen and near the floor or Lying the chamber located point and at a corresponding distance from the Fire zone is carried out, it is possible to eliminate the disadvantages listed above, that is, on the one hand, the downward suction against the fire zone on rising to prevent the hanging wall, and that on the other hand by appropriate choice of the distance the repeated precipitation of the oil between the fire zone and the extraction point or of the tar can be avoided. The progression of the smoldering and the gasification zone forces in this case to relocate the extraction point accordingly.

Die erste mögliche Methode zur Sicherung einer genügenden Beweglichkeit für die Absaugstelle besteht darin, daß außer der üblicherweise am Ende der Kammer angelegten Absaugstelle noch ein Absaugkanal oder mehrere Absaugkanäle verschiedener Länge eingerichtet werden, die sich dann auf dem Boden oder Liegenden der Kammer befinden, und einer nach dem anderen nach Maßgabe des Fortschreitens der Feuerzone in Betrieb genommen werden (Fig. t).The first possible method to ensure sufficient mobility for the suction point is that besides that usually at the end of the chamber created suction point still a suction channel or several suction channels different Length can be set up, which is then on the floor or recumbent of the chamber and one at a time as the fire zone progresses be put into operation (Fig. t).

Man kann auch, namentlich im Falle von Großkammern, Kanäle oder Reihen von Kanälen verschiedener Länge und mit zweckentsprechenden Zwischenräumen anlegen und das Fortschreiten der Verbrennungs- und der Schwelzone durch gleichzeitiges Absaugen durch mehrere Kanäle regeln, indem bei diesen der Unterdruck einzeln eingestellt wird (Beispiel Fig. 2).One can also, especially in the case of large chambers, canals or rows create canals of various lengths and with appropriate spaces and the progression of the burn and smolder zone by simultaneous Regulate suction through several channels by individually adjusting the negative pressure (example Fig. 2).

Ein anderes Verfahren besteht darin, einen Kanal oder mehrere Kanäle auf dem Boden oder Liegenden der Kammer anzulegen und nun diese Kanäle nach Maßgabe des Fortschreitens der Schwelzone zu verkürzen. Die Verkürzung wird zum Beispiel dadurch bewerkstelligt, daß man Sprengkörper in bestimmten im voraus festgelegten Abständen anbringt (Punkt a, b, c, d in Fig. 3). Die Zündung dieser Sprengkörper kann durch bekannte Mittel erfolgen, wie Zündschnur, elektrische Zündung, mechanische Zündung, aber auch selbsttätig durch Einrichtungen, die bei gewissen Temperaturen ausgelöst werden. Die Verkürzung der Kanäle kann auch auf die Weise erfolgen, daß man sie mit Öffnungen versieht, die durch Klappen, Türen oder Register geschlossen werden, welche wiederum durch irgendeine mechanische Einrichtung zu bedienen sind, z. B. durch Drahtseile.Another method is to create one or more channels on the floor or on the floor of the chamber and then to shorten these channels as the smoldering zone progresses. The shortening is achieved, for example, by attaching explosive devices at certain predetermined intervals (points a, b, c, d in FIG. 3). These explosive devices can be ignited by known means, such as detonating cord, electrical ignition, mechanical ignition, but also automatically by devices that are triggered at certain temperatures. The shortening of the channels can also be done in such a way that they are provided with openings which are closed by flaps, doors or registers, which in turn can be operated by some mechanical device, e.g. B. by wire ropes.

Bekanntlich ist die Untertageschwelung in Vertikalkammern oder in stark geneigten Kammern, das heißt im Kammern, in denen das Gas von oben nach unten strömt und die Frischgase im oberen Kammerteil eingeführt werden, der Schwelung in waagerechten oder nur leicht geneigten Kammern vorzuziehen, denn einesteils bewirkt der Auftrieb keine sehr starke Störung im Gasstrom und andererseits hat das 01, das sich bei Berühren des Schwelgutes niederschlägt, die Neigung, dank seiner Schwerkraft sich einen eigenen Ausweg zu suchen, so daß es dem Kracken entgeht.It is well known that underground smoldering in vertical chambers or in strongly inclined chambers, i.e. in chambers in which the gas flows from top to bottom and the fresh gases are introduced in the upper part of the chamber, is preferable to smoldering in horizontal or only slightly inclined chambers, because on the one hand it causes Buoyancy is not a very strong disturbance in the gas flow and, on the other hand, the 01, which is deposited when touching the carbonized food, has the tendency, thanks to its gravity, to find its own way out, so that it escapes cracking.

Wenn jedoch die Querschnitte der senkrechten Kammern sehr groß sind im Verhältnis zu ihrer Höhe, so ,kann das Fortschreiten der Schwel- und der Verbrennungszone sich unregelmäßig gestalten, und zwar auf Grund des nicht gleichmäßigen Zusammensackens des Schwelgutes oder nicht einheitlicher Korngröße oder Zusammensetzung des Schwelgutes oder auch aus irgendeinem anderen Grunde.However, if the cross-sections of the vertical chambers are very large in proportion to their height, so can the progression of the smoldering and the burn zone shape irregularly, due to the inconsistent collapse of the carbonized product or non-uniform grain size or composition of the carbonized product or for any other reason.

Legt man nun mehrere Kanäle am Boden oder Liegenden. der Kammer an und verteilt man ihre Absaugstellen sorgfältig, so kann man durch Einzelregelung des Saugunterdrucks in jedem Kanal das Fortschreiten der Schwel- und der Verbrennungszone lenken und überwachen und das regelmäßige Fortschreiten der Zonen sicherstellen. Man kann auch den Wirkungsgrad dieser Kanäle verbessern und gegebenenfalls ihre Zahl herabsetzen, indem man auf einem Teil ihrer Länge oder auf ihrer ganzen Plusdehnung Öffnungen zweckentsprechenden Ausmaßes sorgfältig verteilt.If you now lay several channels on the floor or lying down. the chamber and if you distribute their suction points carefully, you can use individual control of the suction negative pressure in each channel, the progression of the smoldering and the combustion zone direct and monitor and ensure the regular progression of the zones. One can also improve the efficiency of these channels and, if necessary, theirs Decrease the number by stretching part or all of its length Carefully distribute openings of appropriate size.

Kanäle mit mehreren Öffnungen können auch in waagerechten oder geneigten Kammern angewandt werden; zu diesem Zweck beginnt man auf bekannte Weise mit der Zündung des Schwelgutes längs des Hangenden, indem man die Kammer an einem Ende zündet und die natürliche Neigung der Gase zum Strömen längs des Daches ausnutzt; glaubt man dann, da3 die gezündete Fläche groß genug ist, dann saugt man durch die Kanäle mit mehreren Absaugstellen, und zwar dergestalt, daß die Schwel- und die Verbrennungszone regelmäßig von oben nach unten fortschreitet.Channels with multiple openings can also be horizontal or inclined Chambers are applied; for this purpose one begins in the familiar way with the Ignition of the smoldering along the hanging wall by opening the chamber at one end ignites and takes advantage of the natural tendency of the gases to flow along the roof; If one then believes that the ignited area is large enough, then one sucks through it Channels with several suction points, in such a way that the Schwel- and the The combustion zone progresses regularly from top to bottom.

Die für dieses Verfahren verwendbaren Kanäle können aus jedem zweckentsprechenden Stoff hergestellt werden, z. B. aus Eisen, Ton, Zement, Backsteinen usw. Sie werden entweder auf den Boden oder auf das Liegende der unterirdischen Kammer aufgelegt oder in den Boden eingelassen, in letzterem Falle muß der Graben, aus welchem hier der Kanal besteht, auf irgendwelche Weise zugedeckt werden, oder sie können auch unter dem Boden verlegt werden.The channels that can be used for this method can be any appropriate one Fabric are produced, e.g. B. Made of iron, clay, cement, brick, etc. You will placed either on the floor or on the surface of the underground chamber or embedded in the ground, in the latter case the trench from which here the canal exists, covered in some way be, or they can also be laid under the floor.

Kanäle mit mehreren Öffnungen können auch aus einzelnen kurzen, nicht ineinander eingelassenen Rohren bestelien. Man kann sie aber auch in Gestalt von Gräben erstellen, die mit nicht ineinandergreifenden Platten gedeckt werden. Schließlich kann man auch für die Kanäle jeden sonst geeigneten Stoff benutzen, nur müssen sie mit zweckentsprechenden Öffnungen versehen sein.Channels with multiple openings can also consist of individual short ones, not nested pipes. But it can also be in the form of Create trenches that will be covered with non-interlocking panels. In the end any other suitable material can also be used for the ducts, only they have to be provided with appropriate openings.

Claims

PATENT CLAIMS: t. Process for underground smoldering and gasification of flammable materials such as coal, oil shale, lignite, etc., in horizontal or slightly inclined, with Schwelgut-filled chambers, characterized in that the smoldering product at the end of the chamber, through which the fresh gases (air or a mixture of Air and steam) or moist or dry air, possibly with other gases mixed, entered, ignited and the carbonization gases and smoldering vapors that form through a canal or through several canals that lie on the ground or lying on the floor Chamber attached to be aspirated, with the suction openings over the chamber are distributed so that, on the one hand, a preferential flow of the gases in the upper part of the chamber prevents and, on the other hand, repeated precipitation of the vapors when touched is avoided with the Schwelgut.

2. The method according to claim i, characterized in that that, according to the progression, four combustion zones and the smoldering zone are different Long ducts one behind the other or at the same time used to extract gases and vapors be, and that preferably to achieve a uniform progression of the Smoldering and the combustion zone, especially in large chambers, an appropriate one Number of channels or rows of channels can be created at appropriate intervals and that suction is carried out simultaneously through each of these channels, for each channel another negative pressure is chosen, so that the progression of the smoldering and combustion zones can be steered and monitored.

3. The method according to claim i and 2, characterized in that that the or the suction channels, which are created in the chamber, according to the desired port steps of the combustion and smoldering zones are shortened it by blasting the canals or the canal openings, by attaching them of explosive devices at predetermined intervals, the detonations successively take place automatically or not automatically at a suitable moment, be it through openings of flaps, doors or the like, which in predetermined intervals attached to the ducts.

4. The method according to claim i, characterized in that that the ignition takes place in the upper part of the chamber, the gases in the lower part at the same time be sucked through several channels, the openings of which are appropriately in height of the floor or lying of the chamber are distributed and their suction pressure individually can be regulated, so that a control and monitoring of the progress of the Smoldering and the burning zone is possible. Apparatus for carrying out the method according to claim i to 4, characterized in that made of appropriate material channels made on the floor or on the floor of the chamber or in recessed on the floor or in the recumbent part of the chamber, with them all over Length or part of its length suction openings of appropriate size wear, which are distributed on the channels.