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EXPLOITATION SOUTERRAINE.DE DEPOTS DE COMBUSTIBLE.
Cette invention est relative à un procédé de combustion et de dégazage de dépôts souterrains de combustible, et plus particulièrement à un procédé pour brûler ces dépôts de combustible sans les extraire, afin d'en obtenir les produits de distillation ainsi que de libérer et d'utiliser leur énergie calorifique.
Des dépôts souterrains de combustible minéraux tels que le schis- te et la lignite, contenant un pourcentage élevé de produits de distillation, existent en divers points des Etats-Unis, et sont largement répandus dans les autres parties du monde.
Il a été nécessaire jusqu'à présent, pour obtenir les produits volatiles de ces dépôts, de les extraire du sol, et de les soumettre à une dis- tillation sèche dans de grandes cornues, spécialement construites pour cet usa- geo
Bien que ce procédé soit efficace, du fait qu'il permet de récupé- rer un pourcentage élevé des distillats contenus dans les minéraux, il exige néanmoins que le combustible soit extrait et traité de façon spécialeo
C'est pourquoi cette invention a pour objet de fournir un procédé de récupération des produits de distillation des dépôts souterrains de combus- tible,
sans qu'il soit nécessaire dextraire ces dépôts de la terre ou de cons- truire un appareillage spécial pour leur distillation.
Un autre objet de l'invention consiste à fournir un procédé de libération et d'utilisation de 1?énergie calorifique des dépôts souterrains de combustible sans qa'il soit nécessaire de les extraire.
A cet égard, la présente invention a encore pour objet de fournir un groupe producteur de vapeur agencé pour être introduit de façon amovible dans des parties choisies d'un lit de dépôts souterrains de combustible en com- bustion et pour être déplacé au fur et à mesure que la combustion a lieu, de manière que l'énergie calorifique du combustible puisse être utilisée le plus avantageusement pour la production de vapeur.
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La présente invention a encore pour objet le procédé économique et facile qu'il fournit, pcur libérer l'énergie calorifique et les produits de distillation des dépôts souterrains de combustible.
Avec les objets ci-dessus ainsi que d'autres encore qui apparaî- tront dans le courant de la description, la présente invention réside dans le procédé nouveau comme décrit ci-après et défini plus particulièrement dans les revendications annexées, mais il est entendu que la forme de réalisation par- ticulière de l'invention décrite dans le présent mémoire peut subir des modifi- cations qui ne sôrtent pas du cadre des revendications.
Le dessin annexé illustre un exemple complet de la réalisation physique de l'invention construite suivant la meilleure méthode conçue jusqu'à présent pour l'application pratique des principes de celle-ci, et où : la figure unique représente une coupe à travers un dépôt souterrain de combustible et illustre uneadaptation de l'invention.
Si on se réfère à présent plus particulièrement au dessin annexé, le chiffre 1 désigne de façon générale un dépôt souterrain de lignite situé entre une couche non combustible 2 de terre et de roche qui s'étend jusqu'à la surface du sol et une couche formée d'un lit rocheux 3 se trouvant au-dessous du lit de combustible o
Le premier stade dans l'application du procédé de la présente in- vention consiste à forer une série de trous 4 à une certaine distance l'un de l'autre, dans le dépôt de combustible.
Ordinairement, ces trous seront forés à partir de la surface du sol, bien qu'ils puissent être forés à partir du côté d'un puits de mine,, Par au moins l'un de ces trous, la couche souterraine de combustible est allumée d'une manière désirée quelconque, par exemple, électri- quemento De l'air est pompé par un autre trou ou par plusieurs trous, au moyen d'une pompe 5, afin d'entretenir la combustion au point où le lit de combustible a été mis en feu. Puisque les dépôts de lignite se caractérisent par la porosi- té, l'air sous pression pénétrera par les interstices du combustible en quanti- tés suffisantes pour maintenir une combustion satisfaisante.
L'air pompé dans le dépôt de combustible est de préférence, bien que pas obligatoirement, chauffé préalablement, dans un réchauffeur approprié 6. Le chauffage préalable de l'air facilite l'ignition et la combustion du com- bustibleo
Des tubes ou d'autres conduits appropriés 7 sont insérés dans les trous de l'aire de combustion 8 et l'on fait pénétrer continuellement dans ceux- ci au moyen d'une pompe 9, un milieu absorbant la chaleur, tel que l'eau ou une émulsion eau-vapeur.
En réglant l'écoulement du milieu absorbant la chaleur, on peut régler la température de combustion du lit de combustible dans l'aire de combustion 8, de manière à maintenir celle-ci en-dessous de la température de fritage du combustibleo
L'énergie calorifique du milieu ainsi chauffé peut être recueillie en quelque point central 10, par exemple dans un dôme de vapeur commune Ceci permet de destiner à des fins utiles d'une manière connue quelconque, l'énergie calorifique absorbée dans le lit de combustible en combustion 80
Les tubes ou conduits 7 sont naturellement amovibles dans les trous dans lesquels ils sont introduits, afin qu'il soit possible de déplacer ceux-ci d'un endroit à l'autre, comme le requiert l'utilisation la plus efficace de la chaleur du combustible brûlant,
et le groupe collecteur 10 sera également mobile.
Dans la zone 11, entourant l'aire de combustion'ou adjacente à cel- le-ci,la distillation du combustible résulte du chauffage de la matière dans cette zone par la combustion du combustible qui brûle déjà. Les distillats ainsi libérés, sont récupérés au moyen de tuyaux 12 reliés aux orifices de trous dans la zone de distillation, conduisant à un accumulateur approprié 13 dans-lequel les distillats peuvent être emmagasinés en vue d'être raffinés ou en vue de quelqu'autre usageo
Lorsque le processus de combustion se poursuit, l'aire primitivement
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allumée 8 brûle complètement et le processus de combustion s'étend au coke ré- siduel 11 laissé à la suite de la distillation.
La distillation sèche se produit à présent dans une nouvelle zone entourant la zone 11 de distillation primitive ou adjacente à cette zone;, et les produits de distillation dans la nouvelle zone de distillation sont récupé- rés de la manière décrite,'Ainsi, les processus de combustion et de distillation s'étendront vers l'extérieur, depuis un centre formé par le point d'ignition initiale, la distillation se produisant dans la zone de combustible non brûlé au voisinage de l'aire de combustion. Lorsque la distillation est achevée, la combustion se- produit dans le coke résiduel.
Pour entretenir la combustion et provoquer la continuation du pro- cessus de distillation, il suffit de faire pénétrer continuellement de l'air comprimé dans le voisinage de 1-'aire de combustion. Si on le désire, on peut permettre à une certaine partie du gaz de distillation de s'échapper de l'accu- mulateur 13 par un conduit 14 pourvu d'une valve et qui conduit à l'entrée de la pompe 5. De cette manière, un mélange gazeux constituant un combustible brû- lant facilement sera pompé dans le lit de combustible.
Lorsque le processus s' étend à travers le lit de combustible, il est nécessaire de déplacer de temps à autre la source d'air 6 et les tubes 7 par lesquels s'écoule le milieu absor- bant la chaleur, ainsi que les tuyaux 12 et les autres dispositifs servant à recueillir les produits de distillation.
La fumée et les autres résidus de combustion montant par les trous 4 qui conduisent à la zone de combustion sont recueillis dans des hottes 15 placées de façon appropriée au-dessus de ces trous, et les conduits 16 emmènent ces gaz résiduels vers une cheminée 17. Il est de préférence prévu un ventila- teur d'évacuation 18 pour enlever plus efficacement la fumée et les gaz résiduels.
Comme tous les autres appareils, les hottes 15 sont mobiles et les conduits 16 sont réglables pour permettre le déplacement nécessaire des ho@ttes sans que la cheminée ne doive- être déplacée ou de manière qu'elle ne le soit. que légère- ment.
Etant donné que le frittage du dépôt souterrain de combustible contrecarrerait sérieusement sa propre combustion, il est nécessaire que la tem- pérature de combustion soit maintenue- en-dessous de celle à laquelle le fritta- ge se produit dans ce combustible- particulier.
Pour y parvenir, on règle l'écou- lement du milieu absorbant la chaleur à travers les- tubes ou conduits 7 qui!) cependant, sert à tout moment, supplémentairement à récupérer l'énergie calorifi- que libérée par le combustible brûlante
A l'examen de la description ci-dessus ainsi que du dessin annexée on constatera aisément que cette invention fournit un procédé pour brûler et dégazer les dépôts souterrains de combustible afin de libérer et de récupérer de ceux-ci leurs produits de distillation ainsi que leur énergie calorifique, sans qu'il soit nécessaire de les extraire de la terre.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de dégazage et de combustion d'un dépôt souterrain de combustible qui comprend les phases consistant à forer un certain nombre de trous espacés .les uns des autres dans le dépôt de combustible à partir de la surface de la terre, à allumer en un point le dépôt de combustibles à faire pénétrer un fluide entretenant la combustion dans le dépôt de combustible par au moins l'un des trous pour entretenir la combustion du dépôt de combustible à introduire des tubes dans les- trous dans l'aire de combustion, à faire circuler un milieu ré- frigérant à travers ces tubes pour régler ainsi la chaleur de- combustion du lit de combustible qui brûle afin de la maintenir en-dessous du point de frittage du combustible,
et à recueillir des orifices des trous dans une zone adjacente à l'aire de combustion les produits de distillation libérés par la chaleur de combustion.
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UNDERGROUND EXPLOITATION OF FUEL DEPOSITS.
This invention relates to a process for the combustion and degassing of underground fuel deposits, and more particularly to a process for burning these fuel deposits without extracting them, in order to obtain the distillation products therefrom as well as to release and release them. use their heat energy.
Underground deposits of mineral fuels such as shale and lignite, containing a high percentage of distillates, exist in various parts of the United States, and are widely distributed in other parts of the world.
Until now, in order to obtain the volatile products of these deposits, it has been necessary to extract them from the soil, and to subject them to a dry distillation in large retorts, specially constructed for this use.
Although this process is efficient, because it allows to recover a high percentage of the distillates contained in the minerals, it nevertheless requires that the fuel be extracted and treated in a special way.
It is for this reason that the object of this invention is to provide a process for recovering the distillation products from underground fuel deposits,
without it being necessary to extract these deposits from the earth or to construct special apparatus for their distillation.
Another object of the invention is to provide a method of releasing and utilizing heat energy from underground fuel deposits without the need to extract them.
In this regard, a further object of the present invention is to provide a steam generating unit arranged to be introduced in a removable manner into selected parts of a bed of underground deposits of burning fuel and to be moved as it goes. as combustion takes place, so that the heat energy of the fuel can be used most advantageously for the production of steam.
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A further subject of the present invention is the economical and easy process which it provides, for releasing the heat energy and the distillation products from the underground fuel deposits.
With the above objects as well as others which will become apparent in the course of the description, the present invention resides in the new process as described hereinafter and defined more particularly in the appended claims, but it is understood that the particular embodiment of the invention disclosed herein may be subject to modifications which are outside the scope of the claims.
The accompanying drawing illustrates a complete example of the physical embodiment of the invention constructed according to the best method designed so far for the practical application of the principles thereof, and where: the single figure represents a section through a deposit underground fuel and illustrates uneadaptation of the invention.
If reference is now made more particularly to the appended drawing, the numeral 1 generally designates an underground lignite deposit located between a non-combustible layer 2 of earth and rock which extends to the surface of the ground and a layer formed by a bedrock 3 lying below the fuel bed o
The first step in the application of the process of the present invention is to drill a series of holes 4 at a certain distance from each other in the fuel depot.
Ordinarily, these holes will be drilled from the surface of the ground, although they can be drilled from the side of a mine shaft ,, By at least one of these holes the subterranean layer of fuel is ignited. in any way desired, eg electrically o Air is pumped through another hole or through several holes, by means of a pump 5, in order to maintain combustion at the point where the fuel bed has been set on fire. Since lignite deposits are characterized by porosity, pressurized air will enter the fuel interstices in sufficient amounts to maintain satisfactory combustion.
The air pumped into the fuel depot is preferably, although not necessarily, preheated in a suitable heater 6. Preheating the air facilitates ignition and combustion of the fuel.
Tubes or other suitable conduits 7 are inserted into the holes of the combustion chamber 8 and a heat-absorbing medium, such as heat-absorbing medium, such as heat-absorbing medium, such as heat-absorbing medium, such as heat-absorbing medium, such as pump 9, is continuously penetrated therein. water or a water-steam emulsion.
By regulating the flow of the heat-absorbing medium, the combustion temperature of the fuel bed in the combustion zone 8 can be regulated, so as to keep it below the frying temperature of the fuel.
The heat energy of the medium thus heated can be collected at some central point 10, for example in a common vapor dome. This allows the heat energy absorbed in the fuel bed to be used for useful purposes in any known manner. burning 80
The tubes or conduits 7 are naturally removable in the holes in which they are introduced, so that it is possible to move them from one place to another, as required by the most efficient use of the heat of the burning fuel,
and the collector group 10 will also be mobile.
In zone 11, surrounding or adjacent to the combustion zone, the fuel distillation results from the heating of the material in this zone by the combustion of the fuel which is already burning. The distillates thus released are recovered by means of pipes 12 connected to the openings of holes in the distillation zone, leading to a suitable accumulator 13 in which the distillates can be stored with a view to being refined or for some other purpose. usageo
When the combustion process continues, the area originally
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lit 8 burns completely and the combustion process extends to the residual coke 11 left as a result of the distillation.
The dry distillation now takes place in a new zone surrounding or adjacent to the primary distillation zone 11 ;, and the distillation products in the new distillation zone are recovered as described, 'Thus, the processes combustion and distillation will extend outward from a center formed by the point of initial ignition, with the distillation occurring in the unburned fuel zone adjacent to the combustion area. When the distillation is complete, combustion occurs in the residual coke.
In order to maintain the combustion and bring about the continuation of the distillation process, it suffices to supply compressed air continuously into the vicinity of the combustion chamber. If desired, a certain part of the distillation gas can be allowed to escape from the accumulator 13 through a conduit 14 provided with a valve and which leads to the inlet of the pump 5. From this, In this way, a gas mixture constituting an easily burning fuel will be pumped into the fuel bed.
As the process extends through the fuel bed, it is necessary to move from time to time the air source 6 and the tubes 7 through which the heat-absorbing medium flows, as well as the tubes 12. and other devices used to collect the products of distillation.
The smoke and other combustion residues rising through the holes 4 which lead to the combustion zone are collected in hoods 15 suitably placed above these holes, and the ducts 16 carry these residual gases towards a chimney 17. Preferably, an exhaust fan 18 is provided to more effectively remove smoke and residual gases.
Like all other appliances, the hoods 15 are movable and the ducts 16 are adjustable to allow the necessary movement of the hoods without the chimney having to be moved or in such a way that it is. only slightly.
Since the sintering of the underground fuel deposit would seriously thwart its own combustion, it is necessary that the combustion temperature be kept-below that at which sintering occurs in that particular fuel.
To achieve this, the flow of the heat-absorbing medium is regulated through the tubes or conduits 7 which!), However, serve at all times, additionally to recover the heat energy released by the burning fuel.
Upon examination of the above description as well as of the accompanying drawing it will readily be seen that this invention provides a process for burning and degassing underground fuel deposits in order to liberate and recover therefrom their distillation products as well as their. heat energy, without the need to extract them from the earth.
CLAIMS.
1.- A method of degassing and combustion of an underground fuel depot which comprises the phases of drilling a number of holes spaced apart from each other in the fuel depot from the surface of the earth, to be ignited at one point the fuel depot to cause a combustion-sustaining fluid to enter the fuel depot through at least one of the holes to support combustion of the fuel depot to introduce tubes into the holes in the combustion area , in circulating a refrigerant medium through these tubes to thereby regulate the heat of combustion of the fuel bed which is burning in order to maintain it below the sintering point of the fuel,
and collecting from the orifices of the holes in an area adjacent to the combustion area the distillation products released by the heat of combustion.
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