CN113700465A - 一种富油煤原位热解和余热回收利用系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种富油煤原位热解和余热回收利用系统及方法,冷却器的另一端与第一压缩机的输入端连接,第一压缩机的输出端与四通换向阀的输入端连接,四通换向阀的第一输出端与加热器的一端连接,加热器的另一端与第一油分离器的一端连接,第一油分离器的另一端与注入井连接,注入井与生产井通过煤层裂缝连通,生产井与第二油分离器的一端连接,第二油分离器的另一端与四通换向阀的第二输出端连接,吸收式制冷机组的一端与四通换向阀的第三输出端连接,吸收式制冷机组的另一端与第一压缩机的输入端连接;冷却器的冷却介质输出端与吸收式制冷机组的冷却介质输入端连接,吸收式制冷机组的冷却介质输出端与冷却器的冷却介质输入端连接。

Description

一种富油煤原位热解和余热回收利用系统及方法
技术领域
本发明属于原位热解和余热回收技术领域,具体涉及一种富油煤原位热解和余热回收利用系统及方法。
背景技术
富油煤是指焦油产率介于7%和12%之间的煤。中国西部富油煤储量大,仅陕西省就富含1550.3亿吨。先前的研究表明,一吨富油煤的热解产生大约10%的油和500立方米的可燃气体,以及可以替代无烟煤和焦炭的半焦。基于10%的含油量,陕西省从富油煤中提取的潜在石油资源可达到155.03亿吨。在“双碳”目标的约束下,如何高效清洁的利用煤炭资源成为急需解决的问题。
煤炭在自然状态下以固体形式存在,不能像储集层中的天然气那样被开采。只有经过热解,才能转为焦油,热解气等产物。目前煤化工行业采用的干馏技术主要为地面干馏技术,包括在地面上建造大规模的设施和系统,以产生高温厌氧环境。从地下开采的煤被粉碎到一定的大小,送到地面上的干馏系统,然后进行干馏以获得焦油和煤气等产物。这种干馏技术存在很多问题,如占地面积大,效率低下和污染环境等。
另一种技术是原位热解技术,即将井从地面钻入矿床,在地层中提供额外的热量,例如电热或载热流体,以便煤在原位热解生产焦油和煤气等产物。这种技术能够适用于深层矿床,此外该技术还避免了化学残留物的污染,相较于地面干馏技术具有显著优势。目前这种技术主要应用于油页岩开采领域,还没有将其应用到富油煤上的案例。富油煤和油页岩有着相似的矿藏条件,将这种技术应用到富油煤热解上,具有广阔的应用前景。
原位热解过程中需要大量的能量输入,然而目前的原位热解技术没有对原位热解后矿床中的热量进行回收利用,这不仅会造成能量的大量浪费,而且会对环境产生热污染。因此,对原位热解后矿床中的余热进行回收利用具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种富油煤原位热解和余热回收利用系统及方法,以解决富油煤原位热解后矿床中的余热浪费和环境热污染问题。
为了解决上述技术问题,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种富油煤原位热解和余热回收利用系统,包括冷却器、第一压缩机、四通换向阀、加热器、第一油分离器、注入井、生产井、第二油分离器和吸收式制冷机组,所述冷却器的一端用于输入气体工质,所述冷却器的另一端与所述第一压缩机的输入端连接,所述第一压缩机的输出端与所述四通换向阀的输入端连接,所述四通换向阀的第一输出端与所述加热器的一端连接,所述加热器的另一端与所述第一油分离器的一端连接,所述第一油分离器的另一端与所述注入井连接,所述注入井与所述生产井通过煤层裂缝连通,所述生产井与所述第二油分离器的一端连接,所述第二油分离器的另一端与所述四通换向阀的第二输出端连接,所述吸收式制冷机组的一端与所述四通换向阀的第三输出端连接,所述吸收式制冷机组的另一端与所述第一压缩机的输入端连接;所述冷却器的冷却介质输出端与所述吸收式制冷机组的冷却介质输入端连接,所述吸收式制冷机组的冷却介质输出端与所述冷却器的冷却介质输入端连接。
进一步地,所述气体工质为空气;
还包括空气分离器和第一换热器,所述空气分离器用于将空气中的氧气和氮气分离,所述冷却器的另一端与所述空气分离器的输入端连接,所述空气分离器的氮气输出端与所述第一换热器的一端连接,所述第一换热器的另一端与所述第一压缩机的输入端连接。
进一步地,还包括第二换热器和氧气收集装置,所述空气分离器的氧气输出端与所述第二换热器的一端连接,所述第二换热器的另一端与所述氧气收集装置连接。
进一步地,所述注入井和生产井,所述热解区域周围设置有用于形成冷冻墙的管网,所述第一换热器的冷却介质输出端和所述第二换热器的冷却介质输出端分别与所述管网的一端连接,所述管网的另一端分别与所述第一换热器的冷却介质输入端和所述第二换热器的冷却介质输入端连接。
进一步地,还包括储气罐,所述第一压缩机的输出端与所述储气罐的输入端连接,所述储气罐的输出端与所述四通换向阀的输入端连接。
进一步地,还包括第二压缩机,所述第二压缩机的输入端用于输入气体工质,所述第二压缩机的输出端与所述冷却器的一端连接。
进一步地,所述吸收式制冷机组采用溴化锂吸收式制冷机组。
进一步地,所述加热器在加热时的设定温度为500℃~650℃;所述第一压缩机在加压时的设定压力为2Mpa~20Mpa。
一种富油煤原位热解和余热回收利用方法,应用所述的系统,包括:
向所述冷却器的冷却介质输入端通入冷却介质,将气体工质输入所述冷却器,经过所述冷却器冷却后的气体工质通过所述第一压缩机压入所述四通换向阀,控制所述四通换向阀的第二输出端和第三输出端连通,气体工质从所述四通换向阀的第一输出端输出后进入所述加热器,经过所述加热器加热后的气体工质经过所述第一油分离器后进入所述注入井,并经过所述煤层裂缝对富油煤层进行加热,加热后气体工质携带热解后的产物油进入所述生产井,所述生产井收集产物油后,加热后的气体工质进入所述第二油分离器,所述第二油分离器对加热后的气体工质进行油气分离后,加热后的气体工质进入所述吸收式制冷机组作为热源驱动所述吸收式制冷机组,并输入所述第一压缩机,同时从所述冷却器的冷却介质输出端输出的携带热量的冷却介质从所述吸收式制冷机组的冷却介质输入端进入,并从所述吸收式制冷机组的冷却介质输出端向所述冷却器的冷却介质输入端输入制冷后的冷却介质,气体工质不断循环完成富油煤原位热解;
当富油煤原位热解结束后,关闭所述加热器,控制所述四通换向阀的第一输出端和第三输出端连通,从所述第一压缩机输出的气体工质从所述四通换向阀的第二输出端输出后经过所述第二油分离器进入所述生产井,并通过所述生产井进入所述煤层裂缝,与原位热解后的所述富油煤层进行热量交换,换热后的气体工质携带残余产物油经过所述注入井进入所述第一油分离器,所述第一油分离器对携带残余产物油的气体工质进行油气分离后,分离油后的气体工质经过所述加热器和所述四通换向阀后,携带余热的气体工质进入所述吸收式制冷机组作为热源驱动所述吸收式制冷机组,后进入所述第一压缩机,完成富油煤原位热解后的余热回收利用循环。
进一步地,向所述第一换热器的冷却介质输入端和所述第二换热器冷却介质输入端通入冷却介质,所述空气分离器将空气分离成氮气和氧气后,氮气和氧气分别经过所述第一换热器和所述第二换热器进行换热,获得冷量的冷却介质通过所述第一换热器的冷却介质输出端和所述第二换热器的冷却介质输出端输入所述管网的一端,对富油煤层进行冷却,从而形成所述冷冻墙,后进入所述第一换热器的冷却介质输入端和所述第二换热器冷却介质输入端。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:本发明提供的一种富油煤原位热解和余热回收利用系统,在使用时,向冷却器的冷却介质输入端通入冷却介质,将气体工质输入冷却器,经过冷却器冷却后的气体工质通过第一压缩机压入四通换向阀,控制四通换向阀的第二输出端和第三输出端连通,气体工质从四通换向阀的第一输出端输出后进入加热器,经过加热器加热后的气体工质经过第一油分离器后进入注入井,并经过煤层裂缝对富油煤层进行加热,加热后气体工质携带热解后的产物油进入生产井,生产井收集产物油后,加热后的气体工质进入第二油分离器,第二油分离器对加热后的气体工质进行油气分离后,加热后的气体工质进入吸收式制冷机组作为热源驱动吸收式制冷机组,并输入第一压缩机,同时从冷却器的冷却介质输出端输出的携带热量的冷却介质从吸收式制冷机组的冷却介质输入端进入,并从吸收式制冷机组的冷却介质输出端向冷却器的冷却介质输入端输入制冷后的冷却介质,气体工质不断循环完成富油煤原位热解;当富油煤原位热解结束后,关闭加热器,控制四通换向阀的第一输出端和第三输出端连通,从第一压缩机输出的气体工质从四通换向阀的第二输出端输出后经过第二油分离器进入生产井,并通过生产井进入煤层裂缝,与原位热解后的富油煤层进行热量交换,换热后的气体工质携带残余产物油经过注入井进入第一油分离器,第一油分离器对携带残余产物油的气体工质进行油气分离后,分离油后的气体工质经过加热器、四通换向阀后,携带余热的气体工质进入吸收式制冷机组作为热源驱动吸收式制冷机组,后进入第一压缩机,完成富油煤原位热解后的余热回收利用循环。可见,本发明利用冷流体在煤层裂缝流道内通过对流传热的方式来和经过原位热解后的煤层进行换热,从而对余热进行回收利用,并经过一定的余热回收周期后将装置放置到下一个生产井和注入井继续回收余热。该方法能回收煤层经过原位热解后的大部分热量,节约能源,提高能量的利用效率,且不污染环境。
进一步地,携带余热的气体工质作为热源驱动溴化锂吸收式制冷机组,冷却介质经过溴化锂吸收式制冷机组获得冷量后进入冷却器,对进入空气分离器前的空气进行预冷,预冷后经管道送回至溴化锂吸收式制冷机组,完成空气预冷循环。整个系统实现了能量的梯级利用,能源利用效率高,对环境污染小。
进一步地,还包括第二换热器和氧气收集装置,空气分离器的氧气输出端与第二换热器的一端连接,第二换热器的另一端与氧气收集装置连接,氧气收集后可用于其他用途。
进一步地,获得冷量后的冷却介质进入热解区域周围的管道,与煤层换热,形成冷冻墙,从而达到阻止地下水渗入热解区域及油气外渗的目的,换热后的冷却介质再通过管道返回到第一换热器和第二换热器,完成冷冻墙的制冷循环。
进一步地,还包括储气罐,第一压缩机的输出端与储气罐的输入端连接,储气罐的输出端与四通换向阀的输入端连接,便于对气体工质进行存储利用。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案,下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种富油煤原位热解和余热回收利用系统的示意图;
图2a和2b为四通换向阀内流体流向图。
1-第二压缩机;2-冷却器;3-空气分离器;4-第二换热器;5-第一换热器;6-第一压缩机;7-储气罐;8-四通换向阀;9-加热器;10-第一油分离器;11-注入井;12-煤层裂缝;13-生产井;14-第二油分离器;15-吸收式制冷机组;16-冷冻墙;17-氧气收集装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
作为本发明的某一具体实施方式,如图1所示,一种富油煤原位热解和余热回收利用系统,包括第二压缩机1、冷却器2、空气分离器3、第二换热器4、第一换热器5、第一压缩机6、储气罐7、四通换向阀8、加热器9、第一油分离器10、注入井11、生产井13、第二油分离器14、吸收式制冷机组15、冷冻墙16和氧气收集装置17,注入井11和生产井13所在的热解区域周围设置有用于形成冷冻墙16的管网。空气分离器3用于将空气中的氧气和氮气分离。吸收式制冷机组15采用溴化锂吸收式制冷机组。
第二压缩机1的输入端用于输入气体工质,气体工质为空气。第二压缩机1的输出端与冷却器2的一端连接,冷却器2的另一端与空气分离器3的输入端连接,空气分离器3的氧气输出端与第二换热器4的一端连接,第二换热器4的另一端与氧气收集装置17连接。空气分离器3的氮气输出端与第一换热器5的一端连接,第一换热器5的另一端与第一压缩机6的输入端连接,第一压缩机6的输出端与储气罐7的输入端连接,储气罐7的输出端与四通换向阀8的输入端连接,四通换向阀8的第一输出端与加热器9的一端连接,加热器9的另一端与第一油分离器10的一端连接,第一油分离器10的另一端与注入井11连接,注入井11与生产井13通过煤层裂缝12连通,生产井13与第二油分离器14的一端连接,第二油分离器14的另一端与四通换向阀8的第二输出端连接,吸收式制冷机组15的一端与四通换向阀8的第三输出端连接,吸收式制冷机组15的另一端与第一压缩机6的输入端连接。
冷却器2的冷却介质输出端a1与吸收式制冷机组15的冷却介质输入端a2连接,吸收式制冷机组15的冷却介质输出端b1与冷却器2的冷却介质输入端b2连接。
第一换热器5的冷却介质输出端c1和第二换热器4的冷却介质输出端c2分别与管网的一端c3连接,管网的另一端d1分别与第一换热器5的冷却介质输入端d2和第二换热器4的冷却介质输入端d3连接。
本发明一种富油煤原位热解和余热回收利用方法,应用本发明系统,具体如下:
向冷却器2的冷却介质输入端b2通入冷却介质,向第一换热器5的冷却介质输入端d2和第二换热器4冷却介质输入端d3通入冷却介质,通过第二压缩机1将气体工质空气输入冷却器2,空气分离器3将空气分离成氮气和氧气后,氮气和氧气分别经过第一换热器5和第二换热器4进行换热,经过第二换热器4换热后的氧气收集起来留做他用,经过第一换热器5换热后的氮气通过第一压缩机6,升高压力后进入储气罐7。
当进行富油煤原位热解时,打开加热器9,四通换向阀8内的滑块置于右侧,控制四通换向阀8的第二输出端和第三输出端连通,此时四通换向阀8内工质的流向如图2a所示,从储气罐7出来的氮气进入四通换向阀8,从四通换向阀8的第一输出端输出后进入加热器9,经过加热器9加热后的氮气经过第一油分离器10后进入注入井11,并经过煤层裂缝12对富油煤层进行加热,加热后氮气携带热解后的产物油进入生产井13,生产井13收集产物油后,加热后的氮气进入第二油分离器14,第二油分离器14对加热后的氮气进行油气分离后,加热后的氮气进入吸收式制冷机组15作为热源驱动吸收式制冷机组15,与溴化锂溶液换热后通过第一压缩机6输入储气罐7;同时从冷却器2的冷却介质输出端a1输出的携带热量的冷却介质从吸收式制冷机组15的冷却介质输入端a2进入,并从吸收式制冷机组15的冷却介质输出端b1向冷却器2的冷却介质输入端b2输入制冷后的冷却介质,气体工质不断循环完成富油煤原位热解。
携带余热的氮气作为热源驱动溴化锂吸收式制冷机组,冷却介质经过溴化锂吸收式制冷机组获得冷量后进入冷却器2,对进入空气分离器3前的空气进行预冷,预冷后经管道送回至溴化锂吸收式制冷机组,完成空气预冷循环。整个系统实现了能量的梯级利用,能源利用效率高,对环境污染小。
当富油煤原位热解结束后,关闭加热器9,四通换向阀8内的滑块置于左侧,控制四通换向阀8的第一输出端和第三输出端连通,此时四通换向阀8内工质的流向如图2b所示,从储气罐7输出的氮气从四通换向阀8的第二输出端输出后经过第二油分离器14进入生产井13,并通过生产井13进入煤层裂缝12,与原位热解后的富油煤层进行热量交换,换热后的氮气携带残余产物油经过注入井11进入第一油分离器10,第一油分离器10对携带残余产物油的氮气进行油气分离后,分离油后的氮气经过加热器9和四通换向阀8后进入吸收式制冷机组15,与溴化锂溶液换热后通过第一压缩机6输入储气罐7,完成富油煤原位热解后的余热回收利用循环。
获得冷量的冷却介质通过第一换热器5的冷却介质输出端c1和第二换热器4的冷却介质输出端c2输入管网的一端c3,与富油煤层进行热量交换后进入第一换热器5的冷却介质输入端d2和第二换热器4冷却介质输入端d3。即获得冷量后的冷却介质进入热解区域周围的管道,与煤层换热,形成冷冻墙16,从而达到阻止地下水渗入热解区域及油气外渗的目的,换热后的冷却介质再通过管道返回到第一换热器5和第二换热器4,完成冷冻墙的制冷循环。
本发明加热器9在加热时的设定温度为500℃~650℃;第一压缩机6在加压时的设定压力为2Mpa~20Mpa。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种富油煤原位热解和余热回收利用系统,其特征在于,包括冷却器(2)、第一压缩机(6)、四通换向阀(8)、加热器(9)、第一油分离器(10)、注入井(11)、生产井(13)、第二油分离器(14)和吸收式制冷机组(15),所述冷却器(2)的一端用于输入气体工质,所述冷却器(2)的另一端与所述第一压缩机(6)的输入端连接,所述第一压缩机(6)的输出端与所述四通换向阀(8)的输入端连接,所述四通换向阀(8)的第一输出端与所述加热器(9)的一端连接,所述加热器(9)的另一端与所述第一油分离器(10)的一端连接,所述第一油分离器(10)的另一端与所述注入井(11)连接,所述注入井(11)与所述生产井(13)通过煤层裂缝(12)连通,所述生产井(13)与所述第二油分离器(14)的一端连接,所述第二油分离器(14)的另一端与所述四通换向阀(8)的第二输出端连接,所述吸收式制冷机组(15)的一端与所述四通换向阀(8)的第三输出端连接,所述吸收式制冷机组(15)的另一端与所述第一压缩机(6)的输入端连接;所述冷却器(2)的冷却介质输出端(a1)与所述吸收式制冷机组(15)的冷却介质输入端(a2)连接,所述吸收式制冷机组(15)的冷却介质输出端(b1)与所述冷却器(2)的冷却介质输入端(b2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种富油煤原位热解和余热回收利用系统,其特征在于,所述气体工质为空气;
还包括空气分离器(3)和第一换热器(5),所述空气分离器(3)用于将空气中的氧气和氮气分离,所述冷却器(2)的另一端与所述空气分离器(3)的输入端连接,所述空气分离器(3)的氮气输出端与所述第一换热器(5)的一端连接,所述第一换热器(5)的另一端与所述第一压缩机(6)的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种富油煤原位热解和余热回收利用系统,其特征在于,还包括第二换热器(4)和氧气收集装置(17),所述空气分离器(3)的氧气输出端与所述第二换热器(4)的一端连接,所述第二换热器(4)的另一端与所述氧气收集装置(17)连接。
4.根据权利要求3所述的一种富油煤原位热解和余热回收利用系统,其特征在于,所述注入井(11)和生产井(13)所在的热解区域周围设置有用于形成冷冻墙(16)的管网,所述第一换热器(5)的冷却介质输出端(c1)和所述第二换热器(4)的冷却介质输出端(c2)分别与所述管网的一端(c3)连接,所述管网的另一端(d1)分别与所述第一换热器(5)的冷却介质输入端(d2)和所述第二换热器(4)的冷却介质输入端(d3)连接。
5.根据权利要求1所述的一种富油煤原位热解和余热回收利用系统,其特征在于,还包括储气罐(7),所述第一压缩机(6)的输出端与所述储气罐(7)的输入端连接,所述储气罐(7)的输出端与所述四通换向阀(8)的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的一种富油煤原位热解和余热回收利用系统,其特征在于,还包括第二压缩机(1),所述第二压缩机(1)的输入端用于输入气体工质,所述第二压缩机(1)的输出端与所述冷却器(2)的一端连接。
7.根据权利要求1所述的一种富油煤原位热解和余热回收利用系统,其特征在于,所述吸收式制冷机组(15)采用溴化锂吸收式制冷机组。
8.根据权利要求1所述的一种富油煤原位热解和余热回收利用系统,其特征在于,所述加热器(9)在加热时的设定温度为500℃~650℃;所述第一压缩机(6)在加压时的设定压力为2Mpa~20Mpa。
9.一种富油煤原位热解和余热回收利用方法,其特征在于,应用权利要求4所述的系统,包括:
向所述冷却器(2)的冷却介质输入端(b2)通入冷却介质,将气体工质输入所述冷却器(2),经过所述冷却器(2)冷却后的气体工质通过所述第一压缩机(6)压入所述四通换向阀(8),控制所述四通换向阀(8)的第二输出端和第三输出端连通,气体工质从所述四通换向阀(8)的第一输出端输出后进入所述加热器(9),经过所述加热器(9)加热后的气体工质经过所述第一油分离器(10)后进入所述注入井(11),并经过所述煤层裂缝(12)对富油煤层进行加热,加热后气体工质携带热解后的产物油进入所述生产井(13),所述生产井(13)收集产物油后,加热后的气体工质进入所述第二油分离器(14),所述第二油分离器(14)对加热后的气体工质进行油气分离后,加热后的气体工质进入所述吸收式制冷机组(15)作为热源驱动所述吸收式制冷机组(15),并输入所述第一压缩机(6),同时从所述冷却器(2)的冷却介质输出端(a1)输出的携带热量的冷却介质从所述吸收式制冷机组(15)的冷却介质输入端(a2)进入,并从所述吸收式制冷机组(15)的冷却介质输出端(b1)向所述冷却器(2)的冷却介质输入端(b2)输入制冷后的冷却介质,气体工质不断循环完成富油煤原位热解;
当富油煤原位热解结束后,关闭所述加热器(9),控制所述四通换向阀(8)的第一输出端和第三输出端连通,从所述第一压缩机(6)输出的气体工质从所述四通换向阀(8)的第二输出端输出后经过所述第二油分离器(14)进入所述生产井(13),并通过所述生产井(13)进入所述煤层裂缝(12),与原位热解后的所述富油煤层进行热量交换,换热后的气体工质携带残余产物油经过所述注入井(11)进入所述第一油分离器(10),所述第一油分离器(10)对携带残余产物油的气体工质进行油气分离后,分离油后的气体工质经过所述加热器(9)和所述四通换向阀(8)后,携带余热的气体工质进入所述吸收式制冷机组(15)作为热源驱动所述吸收式制冷机组(15),后进入所述第一压缩机(6),完成富油煤原位热解后的余热回收利用循环。
10.根据权利要求9所述的一种富油煤原位热解和余热回收利用方法,其特征在于,向所述第一换热器(5)的冷却介质输入端(d2)和所述第二换热器(4)冷却介质输入端(d3)通入冷却介质,所述空气分离器(3)将空气分离成氮气和氧气后,氮气和氧气分别经过所述第一换热器(5)和所述第二换热器(4)进行换热,获得冷量的冷却介质通过所述第一换热器(5)的冷却介质输出端(c1)和所述第二换热器(4)的冷却介质输出端(c2)输入所述管网的一端(c3),对富油煤层进行冷却,从而形成所述冷冻墙(16),后进入所述第一换热器(5)的冷却介质输入端(d2)和所述第二换热器(4)冷却介质输入端(d3)。
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CN116291351A (zh) * 2023-03-28 2023-06-23 西安交通大学 一种自持式富油煤原位热解系统及方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115539010A (zh) * 2022-10-28 2022-12-30 西安交通大学 一种富油煤原位热解系统及方法
CN115539010B (zh) * 2022-10-28 2023-06-30 西安交通大学 一种富油煤原位热解系统及方法
CN116291351A (zh) * 2023-03-28 2023-06-23 西安交通大学 一种自持式富油煤原位热解系统及方法
CN116291351B (zh) * 2023-03-28 2023-10-13 西安交通大学 一种自持式富油煤原位热解系统及方法

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