RU2069744C1 - Method for underground gasification - Google Patents
Method for underground gasification Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069744C1 RU2069744C1 RU94015912A RU94015912A RU2069744C1 RU 2069744 C1 RU2069744 C1 RU 2069744C1 RU 94015912 A RU94015912 A RU 94015912A RU 94015912 A RU94015912 A RU 94015912A RU 2069744 C1 RU2069744 C1 RU 2069744C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- wells
- gasification
- filling material
- space
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной газификации, преимущественно в условиях необходимости утилизации больших количеств углеродсодержащих отходов. The invention relates to mining and can be used for underground gasification, mainly in conditions of need for the disposal of large quantities of carbon-containing waste.
Известен способ подземной газификации, включающий бурение системы воздухоподводящих и газоотводящих скважин, формирование огневого забоя и выгазовывание запасов газогенератора нисходящими слоями с перемещением огневого забоя по газовыделению в пределах слоя с последующим заполнением выработанного пространства каждого слоя инертными материалами (патент ФРГ N 3404455, кл. С 10 J 5/00, 1985). There is a known method of underground gasification, including drilling a system of air supply and gas removal wells, the formation of fire bottom and gas reserves of the gas generator in descending layers with the movement of the fire face by gas evolution within the layer, followed by filling the worked out space of each layer with inert materials (German patent N 3404455, class C 10 10
Недостаток этого технического решения в больших объемах подготовительных работ (поскольку подготовку и газификацию каждого последующего слоя газогенератора повторяют столько раз, сколько это необходимо для выгазовывания всей толщи газогенератора). Кроме того, в этом случае необходимо использование значительных объемов инертных материалов, что при отсутствии в районе газогенератора отвалов горнообогатительного производства вызовет необходимость добычи и транспортирования закладочного материала. The disadvantage of this technical solution is the large amount of preparatory work (since the preparation and gasification of each subsequent layer of the gas generator is repeated as many times as necessary to gaseous out the entire thickness of the gas generator). In addition, in this case, it is necessary to use significant amounts of inert materials, which, in the absence of dumps of mining and processing facilities in the region of the gas generator, will necessitate the extraction and transportation of filling material.
Известен также способ подземной газификации, предусматривающий бурение системы дутьевых и газоотводящих скважин, которые соединяют реакционными каналами, формирование огневого канала, розжиг газогенератора и его выгазовывание с соответствующим перемещением огневого забоя и закладкой выгазованного пространства закладочным материалом в жидком состоянии, с подачей его через скважины (патент США N 4437520, кл. В 21 Е 33/138, 1984). There is also known a method of underground gasification, involving the drilling of a system of blow and exhaust wells that connect reaction channels, the formation of a fire channel, the ignition of the gas generator and its gas extraction with the corresponding movement of the fire face and the laying of the degassed space with filling material in a liquid state, with its supply through the wells (patent U.S. N 4437520, CL B 21 E 33/138, 1984).
Недостаток этого решения в больших дополнительных затратах, потребных на осуществление комплекса закладочных работ и утилизацию или уничтожение вредных отходов газификации (твердых и жидких: газовый конденсат, пыль, сажистый углерод, фусы). Кроме того, безвозвратно теряется тепло вмещающего массива и золы, остающихся после выгазовывания угля, и недостаточно эффективно используется система дутьевых и газоотводящих скважин, которые после окончания газификации запасов угля попросту погашаются (тем самым доля затрат на комплекс буровых работ в общей стоимости товарного газа составляет существенную часть). The disadvantage of this solution is the large additional costs required for the implementation of the complex of laying works and the disposal or destruction of harmful gasification waste (solid and liquid: gas condensate, dust, carbon black, fus). In addition, the heat of the enclosing massif and ash remaining after gas degassing is irretrievably lost, and the system of blasting and gas extraction wells is not used efficiently, which, after the end of gasification of coal reserves, are simply repaid (thereby, the share of the cost of a complex of drilling operations in the total cost of marketable gas is significant part).
Цель изобретения исключение необходимости использования комплекса работ по утилизации вредных отходов газификации и увеличение продолжительности эксплуатации газогенератора и его конструктивных элементов. The purpose of the invention is the elimination of the need to use a set of works for the disposal of hazardous waste gasification and increase the duration of operation of the gas generator and its structural elements.
Цель, которая может быть достигнута при осуществлении решения поставленной задачи, выражается в увеличении сроков службы подземного газогенератора и его конструктивных элементов, при увеличении объемов выхода товарного газа и исключении комплекса работ по утилизации отходов газификации. The goal that can be achieved when solving the problem is expressed in increasing the service life of the underground gas generator and its structural elements, while increasing the output of marketable gas and eliminating the scope of work on the disposal of gasification waste.
Для достижения поставленной цели способ подземной газификации, предусматривающий бурение системы дутьевых и газоотводящих скважин, которые соединят реакционными каналами, формирование огневого канала, розжиг газогенератора и его выгазовывание с соответствующим перемещением огневого забоя и закладкой выгазованного пространства закладочным материалом в жидком состоянии, с подачей его через скважины, отличается тем, что из газа, отводимого по газоотводящим скважинам, отбирают вредные и жидкие отходы, которые смешивают с закладочным материалом, в качестве которого используют смесь бытовых и (или) промышленные отходы, по крайней мере часть объема которых представлена углеродсодержащим материалом, при этом сформировавшийся закладочный массив подвергают газификации с использованием имеющихся газоотводящих и дутьевых скважин, газогенератора. To achieve this goal, a method of underground gasification, which involves drilling a system of blast and gas outlet wells that will be connected by reaction channels, forming a fire channel, igniting the gas generator and gasing it out with the corresponding movement of the fire face and filling the degassed space with filling material in a liquid state, with its supply through the wells , characterized in that from the gas discharged through gas wells, harmful and liquid wastes are removed, which are mixed with the filling m materials under, which is used as a mixture of domestic and (or) the industrial waste, at least part of the volume which is represented by the carbonaceous material, wherein the filling mass formed is subjected to gasification using available hot gas and blow wells gasifier.
Кроме того, смесь бытовых и промышленных отходов подвергают обогащению, в процессе которого отделяют металл, стекло, керамику и другие твердые неуглеродсодержащие материалы, и измельчению. In addition, a mixture of domestic and industrial waste is subjected to enrichment, during which metal, glass, ceramics and other solid non-carbonaceous materials are separated, and ground.
Кроме того, операции по закладке выработанного пространства и газификации закладочного массива чередуют до полного заполнения пространства газогенератора. In addition, operations on laying the worked out space and gasification of the filling array are alternated until the gas generator space is completely filled.
Кроме того, подачу закладки в выработанное пространство осуществляют через сообщающийся с ним отработавшие газоотводящие и дутьевые скважины. In addition, the filing of the bookmark into the worked out space is carried out through the exhaust gas and blow wells connected to it.
Кроме того, степень дезинтеграции закладочного материала устанавливают так, чтобы наибольшая крупность пуска закладочного материала не превышала 1/3 минимального размера пропускного сечения скважин, используемых для закладки выработанного пространства. In addition, the degree of disintegration of the filling material is set so that the largest start-up size of the filling material does not exceed 1/3 of the minimum size of the cross-section of the wells used to lay the worked out space.
Совместный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию "Новизна". A joint analysis of the features of the claimed solution with the features of the prototype and analogues indicates its compliance with the criterion of "Novelty."
Признаки первого пункта формулы изобретения являются необходимыми и достаточными для решения поставленной задачи, а их функциональное назначение заключается в создании условий, позволяющих обеспечить переработку (газифицирование) отходов, а не просто их захоронение, при этом избыточный запас теплоты вмещающего газогенератор массива способствует предварительной подготовке материала к газификации испарению (отбору) излишней влаги, необходимой перед этим для обеспечения подвижности закладочного материала, потребной для полного заполнения выработанного пространства. The signs of the first paragraph of the claims are necessary and sufficient to solve the problem, and their functional purpose is to create conditions that allow for the processing (gasification) of waste, and not just their disposal, while the excess heat supply of the host gasifier array contributes to the preliminary preparation of the material for gasification of the evaporation (selection) of excess moisture necessary before this to ensure the mobility of the filling material required for a complete filling the development of space.
Признаки второго и последующего пунктов формулы изобретения способствуют повышению эффективности работы изобретения: Признак второго пункта формулы изобретения обеспечивает возможность целенаправленной утилизации отходов (металла в качестве металлолома, отходов стекла стекольной промышленности, керамики в качестве инертных компонентов в стройматериалах и т.п.) и позволяет повысить общий выход товарного газа за счет повышения доли углеродсодержащих материалов в закладке, подаваемой в газогенератор. The signs of the second and subsequent claims contribute to improving the efficiency of the invention: The sign of the second claim provides the possibility of targeted waste disposal (metal as scrap metal, glass industry glass waste, ceramics as inert components in building materials, etc.) and allows to increase the total yield of commercial gas by increasing the proportion of carbon-containing materials in the bookmark supplied to the gas generator.
Признак третьего пункта формулы изобретения позволяют увеличить объем товарного газа в расчете на 1 м3 пространства угольного пласта, подвергаемого газификации, за счет его более полного использования. Значение этого пункта формулы возрастает при реализации признаков второго пункта, т.к. в этом случае полнота заполнения выработанного пространства после газифицирования закладочного массива будет существенно меньше за счет роста доли газифицирующего материала.The sign of the third claim allows to increase the volume of marketable gas per 1 m 3 of the space of the coal seam subjected to gasification, due to its more complete use. The value of this claim increases with the implementation of the signs of the second paragraph, because in this case, the completeness of filling the worked out space after gasification of the filling array will be significantly less due to the increase in the share of gasifying material.
Признак четвертого пункта формулы носит уточняющий характер и позволяет повысить эффективность использования дутьевых и газоотводящих скважин, которые в этом случае используются и для подачи по ним закладки. The sign of the fourth paragraph of the formula is clarifying in nature and allows you to increase the efficiency of the use of blast and gas wells, which in this case are also used to submit bookmarks.
Признак пятого пункта формулы изобретения уточняет величину максимального размера кусков закладочного материала, с учетом известного положения, связывающего размеры пропускного сечения полости и крупности кусков материала, пропускаемого через эту полость. The sign of the fifth claim clarifies the maximum size of the pieces of the filling material, taking into account the known position relating the dimensions of the through section of the cavity and the size of the pieces of material passed through this cavity.
На фиг.1 показана схема газогенератора, вид в плане; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Figure 1 shows a diagram of a gas generator, a plan view; figure 2 section aa in figure 1.
На чертежах показаны: дутьевые 1, газоотводящие 2 скважины, функционирующие в рабочем режиме (обеспечивающие работу огневого забоя 3), нетронутый массив 4 угля, массив закладочного материала 5, закладочные скважины 6 (т.е. дутьевые и газоотводящие скважины, сообщающиеся с отработанным пространством 7, оборудование очистки товарного газа 8). The drawings show: blast 1,
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Подготовку подземного газогенератора к работе осуществляют известным образом путем формирования системы дутьевых 1 и газоотводящих 2 скважин, последующей сбойки рядов скважин с переработкой огневого забоя 3 у заданного из краев газогенератора. Газифицирование запасов угля (нетронутого массива 4 угля) осуществляют путем перемещения огневого забоя 3 к противоположному краю газогенератора. После выгазовывания запасов угля отработанное пространство 7 представляет собой полость, объем которой на 15-30% меньше мощности газифицированного пласта. The proposed method is as follows. The preparation of an underground gas generator for operation is carried out in a known manner by forming a system of blast 1 and
Отводимый газ пропускают через оборудование очистки, обеспечивающее удаление вредных жидких и твердых примесей (для чего отводимый газ охлаждают до температуры конденсации паров смолы и подвергают очистке от пыли и сажистых частиц). The exhaust gas is passed through a purification equipment that removes harmful liquid and solid impurities (for which the exhaust gas is cooled to the condensation temperature of the resin vapor and is cleaned of dust and soot particles).
До начала процесса закладки выгазованного (выработанного) пространства 7 отходы процесса газификации накапливаются в герметичных емкостях. Prior to the start of the process of laying out the degassed (worked out)
В качестве исходного материала для приготовления закладки используют отходы промышленного производства (в том числе и отходы гальванического производства и нефтесодержащие воды), твердые бытовые отходы (макулатура, текстиль, пластмассы, органика, в том числе и пищевая), либо в смеси, либо порознь. Waste from industrial production (including galvanic waste and oily water), municipal solid waste (waste paper, textiles, plastics, organic matter, including food), either in mixture or separately, are used as starting material for preparing the bookmark.
Указанные твердые отходы целесообразно подвергнуть обогащению с выделением твердой неуглеродсодержащей фракции (металла, стекла, керамики и т.п.), что позволяет вернуть эти материалы в хозяйственный оборот. It is advisable to enrich these solid wastes with the release of a solid non-carbon-containing fraction (metal, glass, ceramics, etc.), which allows returning these materials to economic circulation.
Операцию обогащения выполняют либо непосредственно в районе размещения газогенератора, либо на городских пунктах сбора отходов, располагающих соответствующим оборудованием. Технологический процесс разделения отходов на фракции аналогичен процессу, используемому в объединении "Спецтранс" (г. Санкт-Петербург), и является следующим: отходы из приемного отделения подают во вращающиеся теплоизолированные барабаны, обеспечивающие измельчение и перемешивание отходов. Постоянная аэрация (на 1 кг отходов подают 0,2-0,8 м3) воздуха пробуждает аэробную микрофлору, которая разогревает массу сначала до 20-30, а потом до 50oC. Затем за счет воздействия термофильной микрофлоры температура возрастает до 60oC. При этом происходит обеззараживание массы твердых бытовых отходов. Процесс продолжается 2 сут, после чего обезвреженные отходы подаются ленточным конвейером на сортировку, где из отходов выделяют металлы, стекло и т.п. твердую фракцию.The enrichment operation is carried out either directly in the area where the gas generator is located, or at urban waste collection points with appropriate equipment. The technological process of separating waste into fractions is similar to the process used in the Spetstrans association (St. Petersburg), and is as follows: the waste from the reception department is fed into rotating heat-insulated drums, which provide grinding and mixing of the waste. Constant aeration (0.2-0.8 m 3 is supplied per 1 kg of waste) of air awakens the aerobic microflora, which heats the mass first to 20-30, and then to 50 o C. Then, due to the influence of thermophilic microflora, the temperature rises to 60 o C. At the same time, disinfection of the mass of municipal solid waste occurs. The process lasts 2 days, after which the neutralized waste is fed by a conveyor belt for sorting, where metals, glass, etc. are extracted from the waste. solid fraction.
Подготовленные таким образом твердые отходы смешивают с отходами газификации (непосредственно перед их подачей в выработанное пространство газогенератора), а добавив к этой смеси жидкие бытовые и (или) промышленные отходы, доводят закладочный материал до текучего (пластообразного) состояния. Solid waste prepared in this way is mixed with gasification waste (immediately before it is fed into the worked-out space of the gas generator), and by adding liquid household and (or) industrial waste to this mixture, the filling material is brought to a fluid (layer-like) state.
Далее закладочный материал подают в выработанное пространство 7 по закладочным скважинам 6 (это отработанные скважины газогенератора, которые ранее использовались в качестве дутьевых или газоотводящих) до его заполнения. Next, the filling material is fed into the worked-out
По мере подбучивания выпускных отверстий скважин 7 одного ряда переходят на подачу закладки через закладочные скважины 7 следующего ряда и так далее, до полного заполнения выработанного пространства. За счет утилизации накопленного вмещающим массивом тепла обеспечивается обезвоживание закладки. (Температура массива порядка 200-300oC). Выделяющийся пар используется в газогенераторе, как исходный материал для получения восстановителей двуокиси углерода.In the process of bribing out the outlet openings of the
Целесообразно, чтобы момент окончания процесса закладки выработанного пространства совпадал с завершающей стадией обработки запасов угля в газогенераторе, что исключает стадию розжига и формирования огневого забоя в массиве закладки, поскольку создается возможность использования в этих целях существующего по углю огневого забоя, кроме того, возможность газифицирования оставшегося в газогенераторе угля, позволяет при необходимости повысить температурный режим в газогенераторе на начальном этапе отработки (газификации) закладочного массива. It is advisable that the moment of completion of the process of laying the mined-out space coincides with the final stage of processing coal reserves in the gas generator, which excludes the stage of ignition and formation of the fire face in the bookmark array, since it creates the possibility of using the existing coal face for this purpose, and, in addition, the gasification of the remaining in a coal gas generator, allows, if necessary, to increase the temperature in the gas generator at the initial stage of mining (gasification) stowage array.
На этом этапе подвигание огневого забоя ведут в направлении, обратном по сравнению с этапом первоначальной (т.е. по углю) газификации запасов газогенератора. At this stage, the movement of the face is carried out in the opposite direction from the stage of the initial (i.e., coal) gasification of the gas generator reserves.
Режим работы дутьевых и газоотводящих скважин на этом этапе отработки соответствует их первоначальному назначению. Газ, отводимый в процессе газификации, содержит товарный газ, пары смол, жидких углеводородов. Его подвергают очистке от вредных (не утилизируемых) компонентов, которые затем возвращаются в подземное пространство, а полезные компоненты разделяют (например, охлаждением), накапливают и передают на переработку. Часть объема газа при необходимости используется в качестве энергетического топлива в процессе газификации. The operation mode of the blow and gas outlet wells at this stage of development corresponds to their original purpose. The gas discharged during the gasification process contains commercial gas, fumes of resins, and liquid hydrocarbons. It is subjected to purification from harmful (not recyclable) components, which are then returned to the underground space, and the useful components are separated (for example, by cooling), accumulated and transferred for processing. Part of the gas volume, if necessary, is used as energy fuel in the gasification process.
При необходимости процесс закладки выработанного пространства, остающегося после выгазовывания первоначального закладочного массива, повторяют до полного заполнения выработанного пространства. If necessary, the process of laying the mined-out space remaining after the initial gasket mass is degassed is repeated until the mined-out space is completely filled.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить дополнительные объемы товарного газа при неизменном объеме газогенератора и длине обслуживающих его скважин и одновременно обезвредить (пиролизом) существенные объемы твердых и жидких отходов. Thus, the proposed method allows to obtain additional volumes of marketable gas with a constant volume of the gas generator and the length of the wells serving it and at the same time neutralize (by pyrolysis) significant volumes of solid and liquid waste.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94015912A RU2069744C1 (en) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Method for underground gasification |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94015912A RU2069744C1 (en) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Method for underground gasification |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94015912A RU94015912A (en) | 1996-02-20 |
| RU2069744C1 true RU2069744C1 (en) | 1996-11-27 |
Family
ID=20155425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94015912A RU2069744C1 (en) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Method for underground gasification |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2069744C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA013607B1 (en) * | 2000-04-24 | 2010-06-30 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | In situ recovery of hydrocarbons from a kerogen-containing formation |
| RU2539517C2 (en) * | 2013-11-29 | 2015-01-20 | Владимир Иванович Лунев | Complex development method of underground coal formation through wells |
| CN107630694A (en) * | 2017-08-22 | 2018-01-26 | 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 | A kind of method for obtaining underground coal gasification combustion space area volume |
| CN117090550A (en) * | 2023-10-17 | 2023-11-21 | 太原理工大学 | Device and method for in-situ composite mining of residual coal based on superheated steam and supercritical water |
-
1994
- 1994-04-28 RU RU94015912A patent/RU2069744C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент ФРГ N 3404455, кл. E 21 B 43/295, 1985. Патент США N 4437520, кл. E 21 B 33/138, 1984. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA013607B1 (en) * | 2000-04-24 | 2010-06-30 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | In situ recovery of hydrocarbons from a kerogen-containing formation |
| RU2539517C2 (en) * | 2013-11-29 | 2015-01-20 | Владимир Иванович Лунев | Complex development method of underground coal formation through wells |
| CN107630694A (en) * | 2017-08-22 | 2018-01-26 | 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 | A kind of method for obtaining underground coal gasification combustion space area volume |
| CN107630694B (en) * | 2017-08-22 | 2020-06-16 | 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 | Method for obtaining volume of underground coal gasification combustion space area |
| CN117090550A (en) * | 2023-10-17 | 2023-11-21 | 太原理工大学 | Device and method for in-situ composite mining of residual coal based on superheated steam and supercritical water |
| CN117090550B (en) * | 2023-10-17 | 2024-02-02 | 太原理工大学 | Device and method for in-situ composite mining of residual coal based on superheated steam and supercritical water |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102262779B1 (en) | Methods and devices for pyrolysis emulsifying the continuous injection of waste synthetic resins and flammable wastes, as well as continuous discharge of pyrolysis by-products and producing high-quality without the discharge of fine dust and wastewater | |
| US4935038A (en) | Process for recovery of usable gas from garbage | |
| US7878131B2 (en) | Integrated process for waste treatment by pyrolysis and related plant | |
| US7431229B2 (en) | Garbage material reduction and separations process and organic fusion process | |
| CN106185938B (en) | A kind of system and method for Waste ammunition processing | |
| JPH11290810A (en) | Method and apparatus for waste disposal | |
| Sharma et al. | Disposal of waste tyres for energy recovery and safe environment | |
| WO2008073482A2 (en) | Method and apparatus for recovering oil from oil shale without environmental impacts | |
| CN103464448B (en) | A kind of rubbish thermal cracking treatment process | |
| WO2000012599A9 (en) | Method of treating resin or organic compound, or waste plastics containing them | |
| CN108383345A (en) | A kind of disposal of oily sludge system and technique | |
| CN101590484A (en) | Medical garbage sorting harmless is handled and the combustible recoverying and utilizing method | |
| RU2069744C1 (en) | Method for underground gasification | |
| JP2006016594A (en) | System and method for converting waste plastic to oil | |
| KR100383036B1 (en) | The refuse disposal system and its use method and the preparation method of an alternative fuel utilizing the combustible materials | |
| AU2011253788B2 (en) | Integrated process for waste treatment by pyrolysis and related plant | |
| CN112735625A (en) | Equipment and process for treating organic matters by utilizing heat carrier | |
| KR20130125574A (en) | Method for treating waste of automobile | |
| DE102005063160B4 (en) | Method and device for the disposal and both energetic and material use of waste with components of vulcanised rubber and polymer | |
| CN104907319A (en) | Garbage disposal device | |
| KR101717722B1 (en) | Method for manufacturing solid refuse fuel using early stabilized waste of landfill and new municipal waste | |
| EP2268426B1 (en) | Integrated plant for separation, recovery and re-use of solid domestic waste, with production of cement and/or bricks | |
| RU2069591C1 (en) | Method of wastes neutralization | |
| CN107350275B (en) | System and method for cooperatively treating humus soil and plastics in aged garbage on cement kiln | |
| CN111282951A (en) | Landfill stale refuse treatment system and method |