DE854068C

DE854068C - Process for degassing and burning underground fuel

Info

Publication number: DE854068C
Application number: DEP28075D
Authority: DE
Inventors: David Dalin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1946-10-10
Filing date: 1948-12-30
Publication date: 1952-10-30

Description

Verfahren zum Entgasen und Verbrennen von unterirdischem Brennstoff Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbrennen und Entgasen von unter der Erdfläche befindlichen Brennstoffschichten und insbesondere auf ein Verfahren zum Verbrennen von solchen Brennstoffschichten ohne Abbau, um DestillatIonsprodukte aus ihnen zu gewinnen und ihren Wärmewert auszunutzen.Process for degassing and burning underground fuel The present invention relates to a method of incineration and degassing of subterranean fuel layers and, in particular, of a Process for burning such fuel layers without degradation to produce distillation products to gain from them and to utilize their heat value.

Unter der Erdfläche befindliche Schichten solcher mineralischen Brennstoffe, wie Schiefer und Braunkohle, mit hohem Gehalt an destillierbaren Produkten sind an mehreren Stellen in deii Vereinigten Staaten von Nordamerika vorhanden und kommen reichlich auch in anderen Teilen der Welt vor.Layers of such mineral fuels located beneath the earth's surface, like shale and lignite, which are high in distillable products present and come in several places in the United States of America abundant in other parts of the world as well.

Zur Gewinnung der flüchtigen Bestandteile solcher Schichten war es bisher notwendig, diese Brennstore abzubauen und sie einer Trockendestillation in großen, speziell konstruierten Retorten zu unterziehen.It was used to recover the volatile constituents of such layers previously necessary to dismantle these stalls and dry distillation in large, specially constructed retorts.

Obwohl diese Methode in der Hinsicht vorteilhaft ist, daß man einen großen Teil der im Rohniaterial vorhandenen, destillierbaren Produkte gewinnt, erfordert sie jedoch, daß der Brennstoff durch Grubenbau gebrochen und auf besondere Weise behandelt wird.Although this method is advantageous in that you can get a A large part of the distillable products present in the raw material wins, requires they, however, state that the fuel is broken down by mining and in a special way is treated.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, die destillierbaren Produkte in solchen unterirdischen Brennstoffschichten zu gewinnen, ohne den Brennstoff abzudecken und zu brechen oder besondere Apparate für die Destillation des gebrochenen Materials konstruieren zu @brauchen. Ein anderes Ziel der Erfindung ist, den Wärmewert in unterirdischen Brennstoffschichten ohne Grubenbau frei zumachen und auszunutzen. Ein anderes Ziel der Erfindung in diesem Zusammenhange ist, eine Einheit zur Erzeugung von Dampf zu entwickeln, die versetzbar in bestimmte Teile brennender, unterirdischer Brennstoffschichten eingeführt und von einer Stelle zu einer anderen verlegt werden kann, je nachdem die Verbrennung fortschreitet, um auf die beste Weise den Wärmewert des Brennstoffs für Dampferzeugung auszunutzen.An object of the present invention is therefore to provide the distillable To extract products in such underground fuel layers without the fuel cover and break or special apparatus for the distillation of the broken Construct materials to @use. Another object of the invention is to expose the heat value in underground fuel layers without mining and take advantage of it. Another object of the invention in this context is to provide a Unit to develop steam that can be shifted into certain parts burning, underground layers of fuel introduced and closed from one point another can be relocated as the combustion progresses to to make the best use of the calorific value of the fuel for steam generation.

Noch ein anderes Ziel der Erfindung ist, eine billige und bequeme Methode zum Freimachen des Wärmewertes und der destillierbaren Produkte in unterirdischen Brennstoffschichten zu erhalten.Yet another object of the invention is to provide a cheap and convenient one Method of clearing the calorific value and the distillable products in underground To obtain fuel layers.

Die Zeichnung zeigt ein vollständiges Beispiel für eine Ausführungsform der Erfindung, das auf die gegenwärtig bestmögliche Weise für die praktische Verwendung der Erfindung ausgeführt ist.The drawing shows a complete example of an embodiment of the invention in the best way currently possible for practical use the invention is carried out.

Die Zeichnungsfigur zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine unterirdische Brennstoffschicht und wie das Verfahren ausgeführt wird.The figure shows a vertical section through an underground Fuel layer and how the procedure is carried out.

Mit i 'in der Zeichnung wind eine unterirdische Schicht von Braunkohle bezeichnet, die zwischen einer nicht brennbaren Schicht 2 von Erde und Stein, die sich bis zur Erdfläche erstreckt, und einer Schicht von Fels 3, die sich unter der Brennstoffschicht erstreckt, liegt.With i 'in the drawing an underground layer of lignite is designated, which lies between a non-combustible layer 2 of earth and stone, which extends to the surface of the earth, and a layer of rock 3, which extends under the fuel layer.

Die erste Maßnahme bei der Verwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß man eine Reihe voneinander getrennter Löcher 4 in die Brennstoffschicht bohrt. Vorzugsweise werden diese Löcher von der Erdoberfläche gebohrt, obwohl sie auch von der Seitenwand eines Schachtes gebohrt werden können. Durch wenigstens eines dieser Löcher wird die unterirdische Schicht auf irgendeine geeignete Weise, z. B. elektrisch, entzündet. Luft wird durch eines oder mehrere der Löcher mittels einer Pumpe 5 gepumpt, um die Verbrennung in dem Punkt zu unterhalten, wo das Brennstoffbett entzündet worden ist. Wenn die Braunkohleschichten porös sind, wird Druckluft durch die Zwischenräume des Brennstoffs in genügenden Mengen dringen können, um eine befriedigende Verbrennung unterhalten zu können.The first measure in using the method according to the invention consists in making a series of separated holes 4 in the fuel layer bores. Preferably these holes are drilled from the surface of the earth, although they can also be drilled from the side wall of a manhole. By at least one of these holes will break the underground layer in some suitable way, z. B. electric, ignited. Air is means through one or more of the holes a pump 5 is pumped to maintain the combustion in the point where the fuel bed has been ignited. If the brown coal layers are porous, compressed air will be through The interstices of the fuel can penetrate in sufficient quantities to produce a satisfactory Burn to be able to entertain.

Die in die Brennstoffschicht eingepumpte Luft wird vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, in einem geeigneten Luftvorwärmer 6 vorgewärmt. Die Vorwärmung der Luft erleichtert die Entzündung und die Verbrennung des Brennstoffs.The air pumped into the fuel layer is preferably, but not necessarily preheated in a suitable air preheater 6. The preheating the air makes the fuel easier to ignite and burn.

Rohre oder andere geeignete Leitungen 7 werden in die Verbrennungszone 8 heruntergeführt, und ein wärmeabsorbierendes Mittel, wie Wasser oder eine Mischung von Wasser und Dampf, wind kontinuierlich durch sie mittels einer Pumpe 9 getrieben. Durch Regulierung der Strömungsgeschwindigkeit des wärmeabsorbierenden Mittels kann die Verbrennungstemperatur in der Verbrennungszone reguliert werden, so daß sie unter der Sinterungstemperatur des Brennstoffs gehalten werden kann.Pipes or other suitable conduits 7 are fed into the combustion zone 8, and a heat absorbent such as water or a mixture driven by water and steam, wind continuously through it by means of a pump 9. By regulating the flow rate of the heat absorbing agent, you can the combustion temperature in the combustion zone can be regulated so that they can be kept below the sintering temperature of the fuel.

Die Wärme des somit erhitzten Mittels kann an einem Zentralpunkt io, wie z. B. einem gewöhnlichen Dampfdom, gesammelt werden. Hierdurch wird es möglich, die von der brennenden Brennstoffschicht 8 absorbierte Wärme für nützliche Zwecke auf geeignete. bekannte Weise auszunutzen.The heat of the medium heated in this way can be at a central point io, such as B. an ordinary steam dome, are collected. This makes it possible the heat absorbed by the burning fuel layer 8 for useful purposes on suitable. known way to exploit.

Die Rohre oder Leitungen 7 können natürlich aus den Löchern, in welche sie eingeführt,sind, herausgezogen werden, so daß sie von einer Stelle zu einer anderen je nach Bedarf verlegt werden können, um die Wärme von dem brennenden Brennstoff so nutzbringend als möglich auszunutzen. Die Sammeleinheit io soll in der gleichen Weise versetzbar sein.The pipes or lines 7 can of course from the holes in which they are inserted, pulled out, moving from one place to one others as needed can be relocated to the heat from the burning fuel to exploit it as effectively as possible. The collection unit io should be in the same Way to be relocatable.

In der die Verbrennungszone umgebenden oder benachbarten Zone i i erfolgt eine Destillation des Brennstoffs als ein Resultat der Erhitzung des Materials in dieser Zone durch Verbrennen des Brennstoffs, der schon brennt. Die somit frei gemachten, destillierbaren Produkte werden mittels Rohren 12, die an die Mündungen von Löchern in der Destillatioriszone angeschlossen sind, gewonnen, welche Rohre zu geeigneten Sammelorganen 13 führen, in welchen die Destillate für nachfolgende Raffinierung oder sonstige erwünschte Anwendung gelagert werden können.In the zone surrounding or adjacent to the combustion zone i i distillation of the fuel occurs as a result of the heating of the material in this zone by burning the fuel that is already burning. The thus free Made, distillable products are by means of tubes 12, which are attached to the mouths connected by holes in the Distillatioriszone, which pipes are obtained lead to suitable collecting organs 13, in which the distillates for subsequent Refining or other desired application can be stored.

Je nachdem die Verbrennung fortschreitet, verbrennt die ursprünglich entzündete Zone 8 endgültig, und die Verbrennung breitet ,sich auf den nach der Destillation übriggebliebenen Koks i i aus. Die Trockendestillation erfolgt jetzt in einer Zone, die die ursprüngliche Destillationszone i i umgibt oder neben dieser neuen liegt, auf Grund der Verbrennung des restlichen Kokses. Die Destillationsprodukte in der neuen Destillationszone werden auf die oben beschriebene Weise gewonnen. Die Verbrennungs- und Destillationsprozesse werden sich somit von dem Punkt der ursprünglichenAnzündung als Zentrum auswärts verbreiten, wobei die Destillation in der Zone des urverbrannten Brennstoffs in der Nähe der Verbrennungszone erfolgt. Wenn die Destillation beendet ist, wird der restliche Koks verbrannt.As the combustion progresses, it burns originally inflamed zone 8 finally, and the burn spreads to the after Distillation of leftover coke i i from. The dry distillation now takes place in a zone which surrounds the original distillation zone i i or next to it new is due to the burning of the remaining coke. The distillation products in the new distillation zone are obtained in the manner described above. The combustion and distillation processes are thus different from the point of original ignition as the center spread outwards, with the distillation occurs in the primary burned fuel zone near the combustion zone. When the distillation is over, the remaining coke is burned.

Zur Unterhaltung der Verbrennung und Aufrechterhaltung des Destillationsprozesses braucht man nur kontinuierlich Druckluft in der Nähe der Verbrennungszone einzuführen. Wenn erwünscht, kann etwas von dem Destillationsgas vom Sammelbehälter 13 durch eine mit Ventil versehene Leitung 14 abgezapft werden, die zur Einlauföffnung der Pumpe 5 führt. Hierdurch ist es möglich, eine leicht entzündbare, gasförmige Brennstoffmischung in die Brennstoffschicht hinunterzupumpen, wobei Vorkehrungen zu treffen sind, die eine Explosion verhüten.To maintain the combustion and maintain the distillation process one only needs to continuously introduce compressed air in the vicinity of the combustion zone. If desired, some of the distillation gas from the sump 13 can pass through a valve provided line 14 are tapped, leading to the inlet opening of the Pump 5 leads. This makes it possible to use an easily flammable, gaseous fuel mixture pumping down into the fuel layer, taking precautions that prevent an explosion.

Je nachdem der Prozeß durch die Brennstoffschicht fortschreitet ist es notwendig, von Zeit zu Zeii die Vorrichtung für die Zufuhr von Luft und die Rohre 7, durch welche das wärmeabsorbierende Mittel strömt, zusammen mit den Rohren 12 und den übrigen Vorrichtungen zum Sammeln der Destillationsprodukte anderswo anzubringen.Depending on how the process is progressing through the fuel layer it is necessary from time to time the device for the supply of air and the pipes 7, through which the heat absorbing agent flows, together with the tubes 12 and to mount the other devices for collecting the distillation products elsewhere.

Der Rauch und andere Abfallprodukte von der Verbrennung, die durch die Löcher 4 von der Verbrennungszone hinaufkommen, werden in Hauben 15 gesammelt, die in geeigneter Weise über den Löchern angebracht sind. Leitungen 16 führen diese Abgase nach einem Schornstein 17. Man sieht vorzugsweise ein Ausblasgebläse 18 vor, um ein besseres Absaugen des Rauches und der Abgase zu bewirken. Wie die ganze übrige Vorrichtung sind die Hauben 15 versetzbar, und außerdem sind die Leitungen 16 einstellbar, um die erforderliche Versetzung der Rauben zu ermöglichen, aber der Schornstein braucht nur wenig oder gar nicht versetzt zu werden. 1)a Sintern in der unterirdischen Brennstoffschicht auf die Verbrennung sehr unvorteilhaft einwirken würde. ist es ttotwetidig, die Verbrennungstemperatur unter derjenigen Temperatur zu halten, bei welcher Sintern in dein in Verbrennung befindlichen Brennstoff vorkommt. Dies wird durch Regulieren der Strömung des wärmeabsorbierenden Mittels durch die Leitungen 7 bewirkt, welches Mittel indessen immer die weitere Aufgabe hat, die Wärme auszunutzen, die in dein abrennenden Brennstoff frei gemacht worden ist.The smoke and other waste products from the combustion caused by the holes 4 coming up from the combustion zone are collected in hoods 15, which are appropriately placed over the holes. Lines 16 carry this Exhaust gases after a chimney 17. One preferably sees an exhaust fan 18 to improve the extraction of smoke and exhaust gases. As the All the rest of the device, the hoods 15 are displaceable, and also the lines 16 adjustable to allow the required displacement of the robbery, but the chimney needs little or no movement. 1) a sintering have a very unfavorable effect on combustion in the underground fuel layer would. it is absolutely necessary to keep the combustion temperature below that temperature to keep track of what sintering occurs in your burning fuel. This is done by regulating the flow of the heat absorbing agent through the Lines 7 causes which means, however, always has the further task that Take advantage of heat released in your burning fuel.

Aus der obenstehenden Beschreibung und der Zeichnung geht deutlich hervor, daß man durch die vorliegende l?rfindung die Möglichkeit erhält, unterirdische Brennstoffschichten zu verbrennen und zu entgaset, uni aus ihnen ihre destillierbaren Produkte und Wärme frei zu machen und zu gewinnen, ohne sie aus der Erde heraufnehmen zu brauchen.It is clear from the above description and the drawing show that the present invention provides the possibility of underground To burn fuel layers and to degas, uni from them their distillable To make products and warmth free and to gain without taking them up from the earth need to.

Claims

PATENT CLAIMS: t. A method for utilizing an underground fuel layer, characterized in that the fuel layer is ignited in pipe holes which are driven into the fuel layer, whereupon the fire is driven to other boreholes by forcing in air, and that the heat produced is generated by a heat-absorbing means, the flows through pipes introduced into the boreholes, is expediently discharged in such a way that the sintering temperature in the fuel layer is not reached in order to be able to use the dissipated heat to good effect.

2. Method according to claim 1, characterized in that the by the heat of combustion freed distillation products from the mouths of the holes one next to the Combustion zone lying zone are withdrawn and collected.

3. Procedure according to claims 1 and 2, characterized in that as a heat-absorbing agent a water-steam emulsion is forced through the pipes, coming out of a collection point the steam is deposited to generate energy, and that the devices used for this purpose corresponding. be presented to the progress of the fire. Procedure according to the Claims 1 to 3, characterized in that the smoke and the combustion products, those from the holes in the burning parts of the fuel layer exit, collected by a movable pipe system and down a chimney be discharged.