RU1800010C - Способ газификации угл - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить .эффективность газификации за счет обеспечени  возможности получени  газа высокой теплотворной способности. В верхней части газоотвод щей скважины формируют газогенераторную колонну соосно с эксплуатационной колонной. В межтрубный зазор обсадной и эксплуатационной колонн подают воду и отвод т пар. В качестве источника кислорода и водорода используют щелочной электролизер, Из исход щего газа в блоке очистки отбирают диоксид углерода . Выдел ют из него оксид углерода. Последний вместе с водородом, подаваемым от электролизера, подают Б газогенера- циоиную колонну, где при подводе тепла от эксплуатационной колонны осуществл ют синтез метана. Синтезированный метан смешивают с исход щим газом, очищенным от диоксида углерода, и подают потребителю . 1 з.п, ф-лы, 1 ил. . ел С

Description

Изобретение относитс  к горному делу и может быть использовано при подземной газификации угл .

Цель изобретени  - повышение эффективности газификации за счет обеспечени  возможности получени  газа высокой теплотворной способности.

Дл  достижени  цели по способу газификации угл , включающему подачу в подземный газогенератор через подающую скважину дуть  иЭ пара и кислорода и отвод исход щего газа по газоотвод щей скважине с выработкой пара путем отбора тепла исход щего газа в межтрубном зазоре между стенками обсадной трубы и эксплуатации онной колонны, по которой отвод т исход щий газ, из исход щего газа отбирают диоксид углерода, осуществл ют каталитический синтез метана, при этом из отобранного диоксида углерода получают оксид углерода , который одновременно с водородом подают в газогенерационную колонну, которую выполн ют в виде герметичной емкости и размещают на верхнем участке газо- отвод щей скважины с возможностью подвода к ним тепла от эксплуатационной колонны, а синтезированный метан ввод т в поток исход щего газа, лишенного диоксида углерода. Кислород, подаваемый в подземный газогенератор, производ т путем электролиза воды под давлением 5-7 МПэ предпочтительно в щелочных электролизах, при этом водород, одновременно получаемый в процессе электролиза, используют дл  синтеза метана.

На чертеже показана схема реализации за вленного способа газификации.

СО

о о о

Способ осуществл етс  в следующем пор дке.

С поверхности 1 до угольного пласта 2 бур т сеть вертикальных скважин 3 и 4, которые затем сбивают друг с другом и обсаживают трубами 5. На дутьевых скважинах 3 размещают оголовки с патрубками, обеспечивающими подвод различных компонентов дуть . В газоотвод щих скважина 4- размещают эксплуатационную колонну 6 с зазором 7 между колонной 6 и обсадной трубой 5, Этот зазор изолируют от атмосферы и пространства подземного газогенератора 8. Подземный газогенератор 8 формируют известным образом, Бур т сеть дутьевых 3 и газоотвод щих 4 скважин (с поверхности 1 до угольного пласта 2). Скважины 4 бур т диаметром 600 мм до кровли угольного пласта, после чего заглубл ют в последний диаметром. 300-350 мм.

Верхнюю часть скважины на участке размещени  газогенераторной колонны 9 выполн ют расширенной до 1000 мм. Скважину обсаживают трубой 5 диаметром 500 мм с тампонажем затрубного пространства (на нижнем торце обсадной трубы закрепл ют фланец, проходное сечение которого 250-300 мм). В скважину опускают эксплуатационную колонну труб диаметром 250- 300 мм до упора во фланец, после центровки эксплуатационной колонны соосно с обсадной трубой фиксируют нижний торец эксплуатационной колонны на поверхности фланца, например, сваркой или жаростойким скрепл ющим составом.

В этом же пор дке скрепл ют с обсадной трубой состав газогенераторной колонны 9. Межтрубный зазор 7 выполн ют с каналами (патрубками) подвода воды 13 и отвода пара 14, а газогенераторную колонну 9 - с каналами подвода компонентов синтеза ,, выходные отверсти  которых размещены в нижней части колонны 9, и отвода синтез-газа 16, приемное отверстие которого размещено в верхней части колонны 9.

На поверхности земли монтируют рабо- . чую сеть: размещают плазмотрон 11. блок 12 очистки газа, электролизер 10, источник 1.7 воды, которые св зывают следующим образом .

Источник 17 воды св зывают с патруб-. ком 13 подачи воды межтрубного зазора 7, патрубок отвода пара которого св зывают с дутьевой скважиной 3.

Электролизер 10 выходом по кислороду св зывают с дутьевой скважиной 3, а выходом по водороду - с одним из каналов 15 газогенераторной колонны 9 подвода компонентов синтеза.

Выход эксплуатационной колонны 6 св зывают с блоком 12 очистки газа, на выходе которого установлен компрессор 18. а один из выходов блока 12 очистки (по диоксиду углерода) св зан с плазмотроном 11. Выход плазмотрона 11 (по оксиду углерода) св зан с вторым каналом 15 газогенераторной колонны 9. Выходной канал 16 газогенераторной колонны 9 через

турбосепаратор 19 св зан с трубопроводом 20 отвода газа-продукта газификации. В качестве потребител  газа-продукта газификации показана энергетическа  установка 21, содержаща  камеру 22 сгорани , газо5 вую турбину 23, на валу которой установлен турбогенератор 24. Выход газовой турбины 23 св зан с котлом-утилизатором 25, включенным в паротурбинный контур, содержащий паровую турбину 26 с генератором 27 и

0 конденсатором 28. Кроме того, на чертеже показан компрессор 29.

Процесс газификации осуществл ют известным образом с подачей дуть  в скважину 3 и отводом газа через скважину 4.

5 Отводимый газ отдает тепло эксплуатационной колонне 6, которое отбираетс  водой, подаваемой от источника 17 в межтрубный зазор 7. Вырабатывающийс  при этом пар используют в качестве дуть  е скважину 3.

0 Кислородную составл ющую дуть  получают в электролизере 10 под давлением 5 МПа, после чего подают в скважину 3. Водород , получаемый одновременно с этим, используют в качестве исходного компонента

5 дл  синтеза метана.

Синтез метана начинают после того, как газогенераторна  колонна прогреетс  до 250-300°С, а подземный газогенератор выйдет на стабильный режим работы. При

0 необходимости ускорени  процесса прогрева газогенераторной колонны 9 временно снижают интенсивность отвода тепла, например , уменьшением объемов подаваемой воды и т.п.

5 Из отводимого по скважине 4 газа-продукта газификации отбирают диоксид углерода (С02), из которого в плазмотроне 11 получают оксид углерода (второй компонент , потребный дл  синтеза метана). В за0 висимости от давлени  в потоке СО на выходе плазмотрона его компремируют до получени  такого же давлени , как и давление подаваемого водорода. Указанные компоненты (Н2 и СО) подают в нижнюю часть

5 газогенераторной колонны У. Синтезированный метан отвод т через канал 16, размещенный в верхней части газогенераторной колонны. В турбосепара- торе 19 (вал которого св зан с генератором 27) отдел етс  СН4 от воды, одновременно

давление отход щего СНа уменьшаетс  до давлени , равного давлению в потоке отводимого (очищенного от С02) газа-продукта газификации (который сжимают в компрессоре 18), после отбора СОз дл  повышени  пропускной способности трубопровода 20. Газ. образованный смешиванием синтезированного метана и газа-продукта газификации , очищенного от СОз, сжигают в камере 22 сгорани  (крмпрессор 29 обеспечивает подвод к камере 22 сгорани  достаточного объема воздуха). Образующиес  при этом газы срабатывают в газовой турбине 23 (с выработкой электроэнергии). Тепло газов, прошедших газовую турбину 23, отбираетс  в котле-утилиз аторе с выработкой пара, который затем срабатывает в паровой турбине 26 (также с выработкой электроэнергии ).

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ газификации угл , включают щи и подачу в подземный газогенератор через подающую скважину дуть  из пара и кислорода и отвод исход щего газа по газо- отвод щей скважине с выработкой пара путем отбора тепла исход щего газа в

   межтрубном зазоре между стенками обслд- ной трубы и эксплуатационной колонны, по которой отвод т исход щий газ, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

   эффективности газификации за счет обеспечени  возможности получени  газа высокой теплотворной способности, из исход щего газа отбирают диоксид углерода, осуществл ют каталитический синтез метана, при

   этом из отобранного диоксида углерода получают оксид углерода, которую одновременно с водородом подают в газогенерационную колонну, которую выполн ют в виде герметичной емкости и размещают на верхнем участке газоотвод щей скважины с,возможностью подвода к ней тепла от эксплуатационной колонны, а синтезированный метан ввод т в поток исход щего газа, лишенного диоксида углерода.
2. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что кислород, подаваемый в подземный газогенератор, производ т путем электролиза воды под давлением 5-7 МПа, предпочтительно в щелочных электролизерах, при

   этом водород, одновременно получаемый в

   процессе электролиза, используют дл  синтеза мётана.