CN207144920U - 煤炭地下气化填充井口装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种煤炭地下气化填充井口装置。该装置包括：与气化炉相连通的第一注入装置；通过与第一注入装置相连通，向气化炉注入填充介质的第二注入装置；通过与第一注入装置相连通，输出煤气或向气化炉注入气化剂的输气装置。本实用新型中，第二注入装置和输气装置均通过第一注入装置与气化炉相连通，第二注入装置可以向气化炉的出气孔或进气孔注入填充介质，输气装置可以将气化炉内的煤气输出或将气化剂注入气化炉内，实现了煤炭地下气化工艺正常运行与井口填充的同时进行，进而保证了气化炉的正常稳定运行，从而使出口煤气的组分不会发生很大的变化。

Description

煤炭地下气化填充井口装置

技术领域

本实用新型涉及煤气化技术领域，具体而言，涉及一种煤炭地下气化填充井口装置。

背景技术

煤炭地下气化技术是一种将埋藏在地下的煤炭进行燃烧，并通过煤的热作用及化学作用，产生可燃气体的过程。煤炭地下气化技术将传统的物理采煤变为化学采煤，代替了传统的建井、采煤、地面气化过程，具有安全性好、投资少、效益高、污染少等优点。

制约煤炭地下气化大规模产业化的主要因素是难以保持出口煤气组分的稳定。即随着气化反应的不断进行，燃空区越来越大，煤层顶板受到的地层压力也越来越大，当该压力到一定程度时，煤层顶板就会垮塌，地层中的水就会进入到气化炉中，气化炉中的污染物就会污染地下水，同时也会使出口煤气的组分发生很大的变化，甚至会使气化反应不能继续进行。因此，在煤层顶板发生垮塌时，需要对井口及时进行填充，但此时，煤炭地下气化工艺可能正在运行，而目前，并不能在工艺正常运行时，对井口进行填充。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提出了一种煤炭地下气化填充井口装置，旨在解决目前不能在煤炭地下气化工艺正常运行时对井口进行填充的问题。

一个方面，本实用新型提出了一种煤炭地下气化填充井口装置。该装置包括：与气化炉相连通的第一注入装置；通过与第一注入装置相连通，向气化炉注入填充介质的第二注入装置；通过与第一注入装置相连通，输出煤气或向气化炉注入气化剂的输气装置。

进一步地，上述煤炭地下气化填充井口装置中，第二注入装置包括：第一注入斗和第二注入斗；其中，第一注入斗通过第一注入管道与第二注入斗相连通，第二注入斗与第一注入装置相连通；第一注入管道设置有与其分别相连通的放空管道和第一平衡管道，第一平衡管道通过第一注入装置与气化炉相连通。

进一步地，上述煤炭地下气化填充井口装置中，第一注入管道设置有第一阀门，放空管道与第一注入管道相连通的位置和第一平衡管道与第一注入管道相连通的位置均位于第一阀门与第二注入斗之间。

进一步地，上述煤炭地下气化填充井口装置中，第二注入斗的容积大于等于第一注入斗的容积。

进一步地，上述煤炭地下气化填充井口装置中，输气装置包括：温度检测器、流量检测器和第一压力检测器；其中，温度检测器、流量检测器和第一压力检测器均设置于输气管道；输气管道的第一端与第一注入装置相连通或输气管道的第二端与第一注入装置相连通。

进一步地，上述煤炭地下气化填充井口装置中，输气管道包括：第一输气管和第二输气管；其中，第一输气管的第一端与流量检测器的第一输气口相连通，第二输气管的第一端与流量检测器的第二输气口相连通；第一输气管的第二端与第一注入装置相连通或第二输气管的第二端与第一注入装置相连通；温度检测器设置于第一输气管，第一压力检测装置设置于第二输气管。

进一步地，上述煤炭地下气化填充井口装置中，第一输气管的第二端与第一输气口之间的距离大于等于第一输气管的通径的10倍。

进一步地，上述煤炭地下气化填充井口装置中，第二输气管的第二端与第二输气口之间的距离大于等于第二输气管的通径的20倍。

进一步地，上述煤炭地下气化填充井口装置中，第一注入装置包括：第二注入管道、第二平衡管道和第二压力检测器；其中，第二注入管道的第一端与第二注入斗相连通，第二注入管道的第二端至于气化炉内且与气化炉相连通；第二平衡管道的第一端与第二注入管道相连通，第二平衡管道的第二端与第一平衡管道相连通；第二压力检测器设置于第二注入管道。

进一步地，上述煤炭地下气化填充井口装置中，第二注入管道设置有第二阀门，第二平衡管道的第一端与第二注入管道相连通的位置位于第二阀门与气化炉之间。

进一步地，上述煤炭地下气化填充井口装置中，第二压力检测器与第二注入管道相连通的位置位于第二平衡管道的第一端与第二注入管道相连通的位置与气化炉之间。

本实用新型中，第二注入装置和输气装置均通过第一注入装置与气化炉相连通，第二注入装置可以向气化炉的出气孔或进气孔注入填充介质，输气装置可以将气化炉内的煤气输出或将气化剂注入气化炉内，这使得介质的填充和气体的输送可以同时进行，即可以实现在煤炭地下气化工艺正常运行的同时，对井口进行填充，进而保证了气化炉的正常稳定运行，从而使出口煤气的组分不会发生很大的变化。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的煤炭地下气化填充井口装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图1，图中示出了本实施例提供的煤炭地下气化填充井口装置的优选结构。如图所示，该装置可以包括：第一注入装置1、输气装置3和第二注入装置2。

其中，第一注入装置1可以设置于气化炉4的上方(相对于图1而言)，且与气化炉4相连通。具体实施时，第一注入装置1的位置与气化炉4的位置是相对固定的，第一注入装置1可以与气化炉4的进气孔相连通，也可以与气化炉4的出气孔相连通，具体的可以根据填充需要来选择。

第二注入装置2可以设置于第一注入装置1的上方(相对于图1而言)，且与第一注入装置1可拆卸地相连通，例如螺栓连接或法兰连接。第二注入装置2通过第一注入装置1与气化炉4相连通，以向气化炉4内注入填充介质，也就是说，当需要向气化炉4内注入填充介质时，可以将第二注入装置2安装于第一注入装置1，并与第一注入装置1相连通；当不需要向气化炉4内注入填充介质或注入完毕后，可以将第二注入装置2拆下，以循环使用。具体实施时，填充介质可以为浆料。

输气装置3可以设置于第一注入装置1的侧方(相对于图1而言)，且与第一注入装置1可拆卸地相连通，例如螺栓连接或法兰连接，以实现输气装置3的循环使用。如果需要填充的是出气孔，则输气装置3可以通过第一注入装置1将气化炉4内产生的煤气输出；如果需要填充的是进气孔，则输气装置3可以通过第一注入装置1向气化炉4内注入气化剂。

需要说明的是，如果气化炉有多个进气孔和一个出气孔，则本实施例提供的煤炭地下气化填充井口装置只能布置在进气孔；如果气化炉有一个进气孔和多个出气孔，则本实施例提供的煤炭地下气化填充井口装置只能布置在出气孔。

本实施例中，第二注入装置2和输气装置3均通过第一注入装置1与气化炉4相连通，第二注入装置2可以向气化炉4的出气孔或进气孔注入填充介质，输气装置3可以将气化炉4内的煤气输出或将气化剂注入气化炉4内，这使得介质的填充和气体的输送可以同时进行，即可以实现在煤炭地下气化工艺正常运行的同时，对井口进行填充，进而保证了气化炉4的正常稳定运行，从而使出口煤气的组分不会发生很大的变化。

上述实施例中，第二注入装置2可以包括：第一注入斗21和第二注入斗22。其中，第一注入斗21为常压斗，其可以通过第一注入管道23与第二注入斗22相连通，第二注入斗22为变压斗，第二注入斗22与第一注入装置1可拆卸地相连通，例如螺栓连接或法兰连接。具体实施时，第二注入斗22的容积可以大于等于第一注入斗21的容积。第一注入管道23上可以设置有第一阀门26，第二注入斗22的下端(相对于图1而言)可以设置有第三阀门27，第一注入装置1与第二注入斗22相连通的位置则可以设置有第一法兰15，通过第三阀门27和第一法兰15即可实现第二注入装置2和第一注入装置1的可拆卸连接。第一注入管道23上设置有与其分别相连通的放空管道24和第一平衡管道25，具体实施时，放空管道24与第一注入管道23相连通的位置和第一平衡管道25与第一注入管道23相连通的位置可以相对设置，并且，放空管道24与第一注入管道23相连通的位置和第一平衡管道25与第一注入管道23相连通的位置均可以位于第一阀门26与第二注入斗22之间。放空管道24可以设置有放空阀28。第一平衡管道25可以与第一注入装置1可拆卸地相连通，例如螺栓连接或法兰连接，以使第一平衡管道25通过第一注入装置1与气化炉4相连通。具体实施时，第一平衡管道25的下端(相对于图1而言)可以设置有平衡法兰29，第一注入装置1与第一平衡管道25相连通的位置则可以设置有平衡阀16，通过平衡法兰29和平衡阀16即可实现第一平衡管道25和第一注入装置1的可拆卸连接。

本实施例中，通过第一平衡管道25，可以使气化炉4内的压力与第二注入斗22的压力一样，以使填充介质顺利的落入气化炉4内，而此时，第二注入斗22是有压力的，为保证第一注入斗21内的填充介质顺利的落入第二注入斗22中，可以通过打开放空阀28，以泄放第二注入斗22内的压力，使第二注入斗22内的压力与第一注入斗21内的压力一样，进而使填充介质顺利下落。

上述实施例中，输气装置3可以包括：温度检测器31、流量检测器32和第一压力检测器33。其中，温度检测器31、流量检测器32和第一压力检测器33均可以设置于输气管道34，以分别检测输气管道34内气体的温度、流量和压力。输气管道34的第一端(图1所示的左端)与第一注入装置1相连通，或者，输气管道34的第二端(图1所示的右端)与第一注入装置1相连通。具体实施时，第一压力检测器33、流量检测器32和温度检测器31可以沿输气管道34的第二端至第一端的方向依次设置，即沿输气方向依次设置，也就是说，当输气管道34向气化炉4内输送气化剂时，则输气管道34的第一端与第一注入装置1相连通，当输气管道34输出煤气时，则输气管道34的第二端与第一注入装置1相连通，以保证输送的气体先经过第一压力检测器33，进而保证了压力检测的准确性。

上述实施例中，输气管道34可以包括：第一输气管341和第二输气管342。其中，第一输气管341的第一端(图1所示的右端)可以与流量检测器32的第一输气口321相连通，第二输气管342的第一端(图1所示的左端)可以与流量检测器32的第二输气口322相连通。第一输气管341的第二端(图1所示的左端)可以与第一注入装置1可拆卸地相连通，或者，第二输气管342的第二端(图1所示的右端)可以与第一注入装置1可拆卸地相连通，例如螺栓连接或法兰连接。具体实施时，第一输气管341的第二端或者第二输气管342的第二端可以设置有切断阀35，第一注入装置1与第一输气管341的第二端相连通的位置或者第一注入装置1与第二输气管342的第二端相连通的位置则可以设置有第二法兰17，通过切断阀35和第二法兰17即可实现第一输气管341与第一注入装置1的可拆卸连接或者实现第二输气管342与第一注入装置1的可拆卸连接。温度检测器31可以设置于第一输气管341，第一压力检测器33可以设置于第二输气管342。当然，具体实施时，温度检测器31和第一压力检测器33均可以设置于第二输气管342，则相对于温度检测器31设置于第一输气管341，第一压力检测器33设置于第二输气管342的情况而言，第二输气管342长度就需要设计的更长一些。

上述实施例中，第一输气管341的第二端与第一输气口321之间的距离可以大于等于第一输气管341的通径的10倍，第二输气管342的第二端与第二输气口322之间的距离可以大于等于第二输气管342的通径的20倍，以使流量检测器32的示数稳定，进而保证气体的平稳输送。

上述实施例中，第一注入装置1包括：第二注入管道11、第二平衡管道12和第二压力检测器13。其中，第二注入管道11的第一端(图1所示的上端)可以与第二注入斗22可拆卸地相连通，例如螺栓连接或法兰连接。具体实施时，第一法兰15可以设置于第二注入管道11的第一端。第二注入管道11的第二端至于气化炉4内且与气化炉4相连通，以将填充介质填充至气化炉4。第二平衡管道12的第一端(图1所示的下端)可以与第二注入管道11相连通，第二平衡管道12的第二端(图1所示的上端)与第一平衡管道25的下端可拆卸地相连通，例如螺栓连接或法兰连接。具体实施时，平衡阀16可以设置于第二平衡管道12的第二端。第二压力检测器13可以设置于第二注入管道11，以检测第二注入管道11内的压力。具体实施时，第二注入管道11上可以设置有第二阀门14，第二平衡管道12的第一端与第二注入管道11相连通的位置可以位于第二阀门14与气化炉4之间，第二压力检测器13与第二注入管道11相连通的位置可以位于第二平衡管道12的第一端与第二注入管道11相连通的位置与气化炉4之间。

下面将以输气装置3向气化炉4输入气化剂为例，详细介绍该装置的工作过程：

煤炭地下气化工艺正常运行时，平衡阀16处于关闭状态，平衡法兰29对面安装有盲板，切断阀35和第二阀门14均处于打开状态，气化剂依次通过输气装置3和第一注入装置1进入地下气化炉4，进而与地下的煤炭发生反应。

首先，将第二注入装置2的各个部件按照图1连接成一个有机的整体，当需要向气化炉4填充介质时，关死切断阀35和第二阀门14，将平衡法兰29对面的盲板拆下，并将第二注入装置2安装在第一注入装置1上，使平衡法兰29与平衡阀16紧固连接，第三阀门27与第一法兰15紧固连接。

然后，关闭第一阀门26和第三阀门27，打开放空阀28，向第一注入斗21内加入设定体积的填充介质后，打开第一阀门26，使填充介质进入第二注入斗22中。当填充介质完全进入第二注入斗22后，关闭第一阀门23和放空阀28，然后打开平衡阀16，使第二注入斗22的压力与地下气化炉4的压力相近，稳定5分钟后打开第三阀门27和第二阀门14阀，使第二注入斗22中的填充介质进入地下气化炉4中。

重复执行以上过程，就可以将填充介质逐渐填充到地下气化炉4中，直至达到要求。完成填充任务后，可以先关闭平衡阀16、第二阀门14和切断阀35，并在平衡法兰29对面安装盲板，然后将第二注入装置2拆下，以供其他需要填充的井口使用，同时可以打开第二阀门14和切断阀35，以执行其它的工艺过程。

如果输气装置3输出的为煤气，则将输气管道34的左右两端对调即可，其他操作与上述操作相同，此处不再赘述。

综上，本实施例中，第二注入装置和输气装置均通过第一注入装置与气化炉相连通，第二注入装置可以向气化炉的出气孔或进气孔注入填充介质，输气装置可以将气化炉内的煤气输出或将气化剂注入气化炉内，这使得介质的填充和气体的输送可以同时进行，即可以实现在煤炭地下气化工艺正常运行的同时，对井口进行填充，进而保证了气化炉的正常稳定运行，从而使出口煤气的组分不会发生很大的变化。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种煤炭地下气化填充井口装置，其特征在于，包括：

与气化炉(4)相连通的第一注入装置(1)；

通过与所述第一注入装置(1)相连通，向所述气化炉(4)注入填充介质的第二注入装置(2)；

通过与所述第一注入装置(1)相连通，输出煤气或向所述气化炉(4)注入气化剂的输气装置(3)。

2.根据权利要求1所述的煤炭地下气化填充井口装置，其特征在于，所述第二注入装置(2)包括：第一注入斗(21)和第二注入斗(22)；其中，

所述第一注入斗(21)通过第一注入管道(23)与所述第二注入斗(22)相连通，所述第二注入斗(22)与所述第一注入装置(1)相连通；

所述第一注入管道(23)设置有与其分别相连通的放空管道(24)和第一平衡管道(25)，所述第一平衡管道(25)通过所述第一注入装置(1)与所述气化炉(4)相连通。

3.根据权利要求2所述的煤炭地下气化填充井口装置，其特征在于，

所述第一注入管道(23)设置有第一阀门(26)，所述放空管道(24)与所述第一注入管道(23)相连通的位置和所述第一平衡管道(25)与所述第一注入管道(23)相连通的位置均位于所述第一阀门(26)与所述第二注入斗(22)之间。

4.根据权利要求2所述的煤炭地下气化填充井口装置，其特征在于，

所述第二注入斗(22)的容积大于等于所述第一注入斗(21)的容积。

5.根据权利要求1所述的煤炭地下气化填充井口装置，其特征在于，所述输气装置(3)包括：温度检测器(31)、流量检测器(32)和第一压力检测器(33)；其中，

所述温度检测器(31)、所述流量检测器(32)和所述第一压力检测器(33)均设置于输气管道(34)；

所述输气管道(34)的第一端与所述第一注入装置(1)相连通或所述输气管道(34)的第二端与所述第一注入装置(1)相连通。

6.根据权利要求5所述的煤炭地下气化填充井口装置，其特征在于，所述输气管道(34)包括：第一输气管(341)和第二输气管(342)；其中，

所述第一输气管(341)的第一端与所述流量检测器(32)的第一输气口(321)相连通，所述第二输气管(342)的第一端与所述流量检测器(32)的第二输气口(322)相连通；

所述第一输气管(341)的第二端与所述第一注入装置(1)相连通或所述第二输气管(342)的第二端与所述第一注入装置(1)相连通；

所述温度检测器(31)设置于所述第一输气管(341)，所述第一压力检测装置设置于所述第二输气管(342)。

7.根据权利要求6所述的煤炭地下气化填充井口装置，其特征在于，

所述第一输气管(341)的第二端与所述第一输气口(321)之间的距离大于等于所述第一输气管(341)的通径的10倍。

8.根据权利要求6所述的煤炭地下气化填充井口装置，其特征在于，

所述第二输气管(342)的第二端与所述第二输气口(322)之间的距离大于等于所述第二输气管(342)的通径的20倍。

9.根据权利要求2所述的煤炭地下气化填充井口装置，其特征在于，所述第一注入装置(1)包括：第二注入管道(11)、第二平衡管道(12)和第二压力检测器(13)；其中，

所述第二注入管道(11)的第一端与所述第二注入斗(22)相连通，所述第二注入管道(11)的第二端置于所述气化炉(4)内且与所述气化炉(4)相连通；

所述第二平衡管道(12)的第一端与所述第二注入管道(11)相连通，所述第二平衡管道(12)的第二端与所述第一平衡管道(25)相连通；

所述第二压力检测器(13)设置于所述第二注入管道(11)。

10.根据权利要求9所述的煤炭地下气化填充井口装置，其特征在于，

所述第二注入管道(11)设置有第二阀门(14)，所述第二平衡管道(12)的第一端与所述第二注入管道(11)相连通的位置位于所述第二阀门(14)与所述气化炉(4)之间。

11.根据权利要求10所述的煤炭地下气化填充井口装置，其特征在于，

所述第二压力检测器(13)与所述第二注入管道(11)相连通的位置位于所述第二平衡管道(12)的第一端与所述第二注入管道(11)相连通的位置与所述气化炉(4)之间。