DE952839C - Verfahren zur untertaegigen Vergasung von Kohle - Google Patents

Description

• Verfahren zur untertägigen Vergasung von Kohle Die Erfindung bezieht sich auf die untertägige Vergasung von Kohle anstehender Flöze, die bisher unter Anwendung verschiedener Verfahren durchgeführt wird.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein gasförmiges Vergasungsmittel an die unter Tage anstehende Kohle herangeführt und mit der Kohle verbrannt, wobei ein technisch verwertbares Gas entsteht und große Mengen fühlbarer. Wärme im Ausziehstrom des erzeugten-Gases enthalten. sind. Dieses Gas ist je nach Zusammensetzung für Synthesezwecke oder als Heizgas mit der erzeugtem, fühlbaren Wärme zum Betrieb von Wärmekraftmaschinen verwendbar.
• " Während des untertägigen . Vergasungsprozesses verbrennt die Kohle vollständig, so daß nur noch Asche als Rückstand übrigbleibt. Ein erheblicher Teil der durch die Verbrennung in: der Reaktionszone erzeugten Wärme geht an das die Kohle umgebende Nebengestein - vornehmlich an die Hangendschichten - unwiederbringbar verloren. Diese Zusammenhänge sind untersucht worden, und nähere Angaben hierüber finden sich in den Berichten: R. L o i s an , Heat Transfer into the Earth Suirrounding an Underground-gasification System, Jouirnal of the Institute of Fuel 26 (1953), Nr. 154, S.255 bis 259; J. Elder, The Unterground-gasfication. of Coal in the USA., Journal of the Institute of Fuel 24 (195i), Nr. 137, S. 98.
• Nach L o i s o n kann der Wärmeverlust an das umgebende Gebirge bei der Untertagevergasung errechnet werden.
• Dem Bericht von E 1 d e r ist zu entnehmen, daß bei der Vergasung eines flach gelagerten Kohlenflözes durch Messung der Wärme in den Hangerdschichten festgestellt wurde, daß noch nach einigen Monaten 5 m über der ehemaligen Verbrennungszone -die Hangerdschichten Temperaturren von 55o° C anzeigten und i9 m über der Verbrennungszone die Temperaturren im Gestein immer noch über dem Siedepunkt des Wassers lagen.
• Die Erfindung besteht nun darin, daß bei Vorhandensein mehrerer übereinandergelagerter Flöze ein unteres Flöz nach bekannten Untertagevergasungsverfahren vergast und gleichzeitig durch Ausnutzung der dabei an das Hangende dieses Flözes abgegebenen Wärme das nächst höherliegende Flöz verschwelt wird und die erzeugten Schwelgase abgeführt werden.
• Weiter sieht die Erfindung vor, nach Anisbrand des unteren Flözes den im oberen Flöz verbliebenen Brennstoffrückstand (Koks) nach bekannten Untertagevergasungsverfahren zu vergasen.
• Wenn auch die Wärmeabgabe an das Nebengestein stets unterschiedlich sein wird, reicht die Wärme in jedem Fall aus, um den Verschwelungsprozeß in dem zweiten, über dem zu vergasenden befindlichen Flöz zu, ermöglichen. Dabei sind die in dem oberen Flöz entstehenden Schwelgase wesentlich hochwertiger als die Gase aus dem Vergasungsprozeß im unteren Fläz, weil die Schwelgase des oberen Flözes nicht durch den Stickstoffanteil der Verbrennungsluft belastet sind. Die Schwelgase fallen nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag sozusagen als Nebenprodukt bei dem eigentlichen Untertagevergasungsprozeß an.
• In der Zeichnung ist eine lediglich als Ausführungsbeispiel gedachte Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
• a1 ist ein unteres Kohlenflöz, a2 ein oberes Flöz und b das umgebende Gestein. Für das untere zu vergasende Flöz bezeichnet -c die Feuerstrecke, in der das Vergasungsmittel (Luft) strömt, und der Pfeil x deutet die Richtung an, in der das untere Flöz verbrennt, wobei sich die Feuerfront bei d befindet. f ist die Abzugstrecke für die Schwelgase des oberen Flözes a2. Von der Strecke f erstrecken sich in das Flöz Bohrlöcher g hinein.
• Durch den Brand des Flözes a1 selber und durch die Durch der Feuerstrecke c unter dem Ges.teinszwischenmittel hindurchziehenden heißen Gase wird dieses aufgewärmt, bis es so heiß geworden ist, daß die flüchtigen Bestandteile der Kohle im oberen Flöz cal ausgetrieben werden. Diese können durch die .vorher bereiteten Bohrlöcher g in die Abzugstrecke f entweichen. Es bleibt dann ein rissiger Koks als Rückstand im oberen Flöz. Bei Weiterschreiten der Verschwelungsfront (nach rechts in dex Abbildung) kann das sich bildende Schwelgas zuerst durch die Risse im Koks wiederum bis' zu den Bohrlöchern und dann in die Abzugstrecke austreten, ohne daß weitere tiefere Bohrlöcher hergestellt werden müssen. Wenn das untere Fläz vollständig ausgebrannt ist, kann anschließend nach dem Untertagevergasungsverfahren mit dem übriggebliebenen Koks des oberen Flözes ein Wassergas durch Anwendung eines entsprechenden Vergasungsmittels hergestellt werden. Auf diese Weise wird auch dieser Brennstoff noch restlos verwertet. Hierfür sind darin allerdings noch nachträglich die nötigen Vorrichtungsarbeiten erforderlich.
• Die durch die hohen Temperaturspannungen im Zwischenmittel entstehenden Risse werden voraussichtlich zusätzlich dazu beitragen, Wärme für den Verschwelungsprozeß an das obere Flöz heranzubringen. Eine Absenkung des Hangenden durch das Ausbrennen des unteren Flözes wird, wie ebenfalls aus dem Erfahrungsbericht von E 1 d er hervorgeht, nur in geringem Maße zu erwarten sein, da durch die hohen Temperaturen über i ioo° C eine Volumenerweiterung de- Gesteinsteile eintritt. Ferner ist durch den Nachfall aus dem Hangenden eine Audlockerung des Gebirges im Zwischenmittel und eine Verringerung dessen Mächtigkeit zu erwarten, was wiederum dazu beiträgt, mehr Wärme an das obere Flöz heranzuführen. Der Möglichkeit eines Eindringens von Vergasungsluft vom unteren in das obere Flöz inifolge der Risse, was. zu Verbrennungen im oberen Flöz führen könnte, kann dadurch begegnet werden, daß durch einen saugenden Ventilator an' der Austrittsöffnung der Gasabzugstrecke des unteren Flözes alle Gase zu dieser Strecke hin gezogen werden, wo sie durch den geringeren Strö-.mungswiderstand leichter strömen können. Dabei ist auch eher zur erwarten, daß der Sauerstoff der Vergasungsluft schon völlig an der Reaktionszone verbraucht wird, ehe sie durch Risse in das obere Flöz eindringen kann. Schließlich würden Brände im oberem Flöz ohne Schaden zu Teilvergasungen führen.
• Ein besonderer Vorteil des Verfahrens. gemäß der Erfindung ist die Tatsache, daß die im Zwischenmittel aufgespeicherte große Wärmemenge auf einer größeren Fläche gleichmäßig auf das überlagernde Flöz einwirkt, wodurch sich im Gegensatz zu der bisher bei der Untertagevergasung gemachten Erfahrung ein beständigeres Gas erzielen läßt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur untertägigen Vergasung von Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein mehrerer übeTeinandergelagerter Flöze ein unteres Flöz nach bekannten Untertagevergasungsverfahren vergast und gleichzeitig durch Ausnutzung der dabei an das Hangende dieses Flözes abgegebenen Wärme das nächst höherliegende Flöz verschwelt wird und die erzeugten Schwelgase abgeführt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der nach Ausbrand des munteren Flözes im oberen Flöz verbliebene Brennstoffrückstand (Koks) nach bekannten Untertagevergasungsverfahren vergast wird.