DE2543743C3 - Verfahren zur Behandlung von Kohlekanälen bei Untertagevergasung - Google Patents
Verfahren zur Behandlung von Kohlekanälen bei UntertagevergasungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Kohlekanälen vor der Untertagevergasung
eines Kohlcflö/.es durch Einpressen der Luft in die Vergasungszone des Kohlc-Mö/c-N über Gebiäsebohriöcher
und Abführen der Gase über Gasableitungsbohrlöcner,
indem man vorzugsweise den Bchandlungspro/eß so durchführt, daß zunächst l.uSl mit einem Druck, der
über dem der hydrostatischen Säule der Untertagcwasser
im Vergasungshorizont entsprechenden liegt, eingepreßt wird und dabei der Ausgangsquerschnitt der
Gasableilungsbohrlöchcr reguliert wird.
Bei der Untertagevergasung von Kohle ist es beispielsweise aus der DE-PS 2 00 423 bekannt,
Druckluft mit einem Druck zuzuführen, der IJntertagewasser
aus der Umgebung der Entgasungszone zurückdrangt, so daß der weitere Entgasungsvorgang
sich wie unter einer Taucherglocke abspielen kann.
Es ist ferner aus der DE-AS 10 26 471 bekannt, die Zündung für die Untertagevergasung von Kohle am
entlegenen Ende des Bohrloches durch einen an einer in dem Bohrloch in der Nähe der zu vergasenden Kohle
befindlichen Wärmequelle erhitzten Gasstrom vorzunehmen und die Wärmeübertragung von der Wärmequelle
oder dem Heizkörper auf das Gas von außerhalb des Bohrloches zu steuern, wobei die Wärmcentwicklung
der Wärmequelle in dem Maße, in dem die Temperatur infolge der Verbrennung ansteigt, vermindert
und schließlich abgeschaltet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung von Kohlekanälen vor der
Untertagevergasung eines Kohleflözes anzugeben, daß das Verstopfen der Bohrlöcher durch die bei der
Erwärmung der Kohle beobachteten Blähvorgänge und Teerausscheidungen, die vielfach ein Nachbohren
erforderlich machen, vermeidet.
Dies wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgcmäß dadurch erreicht, daß
die Temperatur in den Kohlekanälen schnell auf über 500°C vom Eingang des Gasableitungsbohrloches aus
erhöht wird.
Vorteilhaft wird dabei die Erhöhung der Temperatur im Kohlekanal mit einer Geschwindigkeit von 80 bis
100 C in der Stunde durchgeführt und dabei die Menge
der abgeführten heißen Gase geregelt.
Durch eine solche Verfahren.r;führung wird der vom
abkühlenden Untertagewasser freie Kohlekanal schnell auf eine Temperatur gebracht, bei der eine Wiederverfestigung
der Kohle erfolgt, wodurch es zu einem unzulässig intensiven Aufblähen der Kohle und einer zu
Verstopfungen führenden Kondensation von Teerfraktionen nicht mehr kommen kann.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 schematisch das Schema einer Untertagevergasung
mit schrägliegendem Kohlekanal,
Fig. 2 ein Diagramm über die Ausscheidung von flüchtigen Stoffen und
F i g. 3 ein Diagramm über die Ergebnisse einer Verminderung des Kohlekanaldurchmessers.
In F i g. 2 und 3 sind die Ergebnisse von Laboruntersuchungen
in lushno-Abinsker Kohle mit einem Kanal von /Omm Durchmesser angeführt. Der Kanal wurde mit
Stickstoff durchgeblasen, der auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt wurde. Fig. 2 zeigt die
Änderung des Ausbringens (V) der Produkte der Kohlenzersetzung in Abhängigkeit von der Temperatur
(t) im Kohlekanal. Eine intensive Gasausscheidung beginnt im Bereich von 200 bis 2500C urd erreicht ihr
Maximum bei Erhitzung der Kohle auf 3500C.
Außerdem geht die Kohle im Temperaturbereich von 300 bis 4000C in einen plastischen Zustand über, und die
sich ausscheidenden gas- und dampfförmigen Produkte der Zersetzung bringen die plastische Schicht wegen
deren geringer Gasdurchlässigkeit zum Aufblähen. Je höher das Ausbringen der Produkte der Kohlczcrsetzung
ist, desto größer ist auch der Aufbläheffekt.
F i g. i zeigt eine relative Verminderung des Kohlekanaldurchmesscrs
" In/iirif, " «
in Abhängigkeit von der Temperatur (t) im Kanal. Der
größte Effekt des Kohleaufblähcns (Verminderung des Kanaldurchmcssers) wird bei Temperaturen (300 bis
400'C) der aktivsten Ausscheidung von flüchtigen Stoffen beobachtet. Bei Temperaturanstieg von 350 auf
7000C sank der Aufblähungsgrad um das 2 bis 2,5fachc von 0,65 auf 0,3 herab.
Von diesen Überlegungen sowie den Besonderheiten der Lagerung der Kohleflö/e unter natürlichen
Bedingungen ausgehend, ist eine relativ hohe Temperatur im Kanal und eine hohe Gasgeschwindigkeit vor
dessen Durchwärmung wesentlich für die Behandlung von Kohlekanälen mit Heißgas, um die Verstopfungsgefahr
zu verringern; denn diese beiden Faktoren vermindern die Ausscheidung von flüchtigen Stoffen
und die Verengung des Kanals infolge Kohleaufblähung.
Im ersten Moment der Inbetriebnahme der Untertagevergasung
steht in der Regel am Horizont der Vergasungsabschnittes Untertagewasser an. Dieses
Untertagewasser setzt in den Kohlekanälen die Temperatur bei der Wärmebehandlung bedeutend
herab.
Deshalb wird zunächst (Fig. 1) im zu behandelnden
schrägliegenden Kohlekanal 3 ein Druck der durch das Gebläsebohrloch 1 eingeblasenen Luft aufrechterhalten,
der dem Druck der hydrostatischen Säule des Unteriagewassers im Vergasungshorizont nahezu ent-
spricht. Dadurch liegt dann der Kohlekanal 3 im Inneren
eines Trichters, der durch die Linie 4 (Untertagewassergrenze) gebildet wird. Der Zufluß von Untertagewasser
in den Kohlekanal 3 ist minimal. Bei ausreichendem Blasen (1500 bis 2500 nmVh) in das Gebläsebohrloch
gelingt es weiter, eine intensive Durchwärmung der Wände im Kohlekanal 3 zu gewährleisten. Die
Heißgastemperatur im Kohlekanal 3 wird auf über 5000C gehalten, wobei die Durchwärmung der Wände
des Kohlekanals 3 im Temperaturbereich von 0 bis 5000C beschleunigt durchgeführt wird. Die Temperatur
der Gase vom Kohlekanai 3 wird entweder durch Messungen am Eingang des Gasabführungsbohrloches
2 oder durch Umrechnung der Temperatur am Kopf des Gasabführungsbchrloches 2 unter Berücksichtigung der
Wärmeverluste auf der Länge des gesamten Gasabführungsbohrloches kontrolliert.
Praktisch wird die Behandlung auf folgende Weise verwirklicht. Je nach Höhe der hydrostatischen Säule
des Untertagewassers im Moment der Behandlung des Kohlekanals 3 wird an dem Gebläsebohrloch t ein
Druck aufrechterhallen, der dem Druck der hydrostatischen Säule des Untertagewassers um die Größe des
Bohrlochwiderstandes übertrifft, indem man den Schieber am Gasabführungsbohrloch 2 begrenzt öffnet und in
das Gebläsebohrloch 1 eine entsprechende Menge Luft drückt. Besonders wichtig ist die erste Periode der
Behandlung des Kohlekanals. Für diese gilt das schnelle Durchwärmen der Kanalwände auf 5000C als wichtige
Forderung.
Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet eine intensive Durchwärmung der zu behandelnden Kohlekanäle
bei hoher Geschwindigkeit und Temperatur der abzuführenden Gase. Dadurch wird ein Absetzen von
flüssigen Teerfraktionen im Kolilekanasl und ein Aufblähen von dessen Wandungen vermieden, gleichzeitig
wird aber auch die Verkokung der Wände im Kohlekanal beschleunigt. All das erhöht wesentlich die
Zuverlässigkeit des Vergasungsverfahrens mittels Kohlekanälen.
Der Druck in den zu behandelnden Kohlekanälen mit schrägliegenden Gasabführungsbohrlöchern wird auf
der Höhe der hydrostatischen Säule des Untertagewassers (bis 10,0 atü) mit Hilfe einer begrenzten Öffnung
des Schiebers am Kopf des Gasabführungsbohrloches aufrechterhalten. Als optimaler Gebläseluftverbrauch
für die Behandlung eines Kohlekanals gilt 1500 bis 2500 nm Vh. Nach Verlauf von 15 bis 20 Tagen wird der
Druck im Kohlekanal vermindert und allmählich bis auf die Norm (0,4 bis 0,8 atü) gebracht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Behandlung von Kohlekanälen
vor der Untertagevergasung eines Kohleflözes durch Einpressen der Luft in die Vergasungszone
des Kohleflözes über Gebläsebohrlöcher und Abführen der Gase über Gasableitungsbohrlöcher, indem
man vorzugsweise den Behandlungsprozeß so durchführt, daß zunächst Luft mit einem Druck der
über dem der hydrostatischen Säule der Untertagewasser im Vergasungshorizont entsprechenden liegt
eingepreßt wird und dabei der Ausgangsquerschniu der Gasableitungsbohrlöcher reguliert wird, d a durch
gekennzeichnet, daß anschließend die Temperatur in den Kohlekanälen schnell auf über 5000C vom Eingang des GasabWtungsbohrloehes
(2) aus erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Temperatur im
Kohlekanal mit einer Geschwindigkeit von 80 bis 1000C in der Stunde durchgeführt und dabei die
Menge der abgeführten heißen Gase geregelt wird.
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