RU2391508C1 - Complex development method of coal field - Google Patents

Complex development method of coal field Download PDF

Info

Publication number
RU2391508C1
RU2391508C1 RU2009108240/03A RU2009108240A RU2391508C1 RU 2391508 C1 RU2391508 C1 RU 2391508C1 RU 2009108240/03 A RU2009108240/03 A RU 2009108240/03A RU 2009108240 A RU2009108240 A RU 2009108240A RU 2391508 C1 RU2391508 C1 RU 2391508C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rhenium
gas
mining
coal
cooled
Prior art date
Application number
RU2009108240/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Алексеевич Анферов (RU)
Борис Алексеевич Анферов
Людмила Васильевна Кузнецова (RU)
Людмила Васильевна Кузнецова
Original Assignee
Институт угля и углехимии Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИУУ СО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт угля и углехимии Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИУУ СО РАН) filed Critical Институт угля и углехимии Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИУУ СО РАН)
Priority to RU2009108240/03A priority Critical patent/RU2391508C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2391508C1 publication Critical patent/RU2391508C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: complex development method of coal field refers to mining, namely to complex development of coal field during underground coal gasification, and can be used for obtaining underground coal gasification products, heat carrier with specified parametres and for preproduction mining of rhenium. After generator gas leaves the well, first, it is cooled to the temperature not less than condensation temperature of gaseous rhenium compounds, and at that, heat energy is obtained for heat supply system; then gas is scrubbed in water, and at that, there obtained is rhenium-containing water solution, heating heat carrier and gas of increased humidity; at that, gas is dried, and rhenium-containing solution is cleaned from slurry and cooled; at that, there obtained is purified and dried gas, heat energy and rhenium-containing solution cleaned from mechanical impurities, which then is supplied for rhenium to be extracted e.g. with electrolysis.
EFFECT: increasing development efficiency owing to preproduction mining of rhenium, reducing harmful effect on environment.
1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к комплексному освоению угольного месторождения при подземной газификации угля, и может быть использовано для получения продуктов подземной газификации угля, теплоносителя с заданными параметрами и в качестве способа попутной добычи рения.The present invention relates to mining, in particular to the integrated development of a coal deposit during underground coal gasification, and can be used to produce underground coal gasification products, a coolant with predetermined parameters and as a method for the associated production of rhenium.

Известен способ комплексного освоения угольного месторождения, включающий деление месторождения на блоки, бурение дегазационных и дренажных скважин, предварительную дегазацию угольных пластов и подземную газификацию угля, с выдачей на поверхность продуктов дегазации пластов и газификации угля [1]. Недостатком этого способа является то, что многие полезные компоненты, в частности рений и его соединения [2], в процессе подземной газификации угля переходят в газообразное состояние и в дальнейшем никак не улавливаются и не извлекаются, снижая тем самым эффективность освоения угольного месторождения.A known method of integrated development of a coal field, including dividing the field into blocks, drilling degassing and drainage wells, preliminary degassing of coal seams and underground gasification of coal, with the issuance of surface degassing products of seams and coal gasification [1]. The disadvantage of this method is that many useful components, in particular rhenium and its compounds [2], in the process of underground coal gasification go into a gaseous state and are not captured and recovered in the future, thereby reducing the efficiency of developing a coal deposit.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ комплексного освоения угольного месторождения, включающий бурение системы гидравлически связанных скважин, осуществление через них гидродинамического и огневого воздействия на угольный пласт, получение сырого генераторного газа, охлаждение его до температуры ниже температуры конденсации компонентов, входящих в состав сырого газа, и получение вместе с очищенным газом других полезных компонентов [3].The closest analogue adopted as a prototype is a method for integrated development of a coal field, including drilling a system of hydraulically coupled wells, performing hydrodynamic and fire effects through them on a coal seam, producing crude generator gas, cooling it to a temperature below the condensation temperature of the components included in the composition of the raw gas, and obtaining other useful components together with purified gas [3].

Недостатком прототипа является то, что при подземной газификации угля рений, входящий в состав угольных пластов, переходит в газообразное состояние и выходит из скважин с продуктами подземной газификации угля в виде рения и его окислов. Рений и его окислы являются ценными химическими компонентами, входящими в состав продуктов подземной газификации угля. Прототип не позволяет выделить из продуктов подземной газификации угля рений как ценный компонент.The disadvantage of the prototype is that during underground coal gasification, rhenium, which is part of the coal seams, goes into a gaseous state and leaves wells with underground coal gasification products in the form of rhenium and its oxides. Rhenium and its oxides are valuable chemical components that make up underground coal gasification products. The prototype does not allow rhenium to be distinguished from underground coal gasification products as a valuable component.

Этот недостаток снижает эффективность комплексного освоения угольного месторождения.This drawback reduces the effectiveness of integrated development of a coal field.

Целью изобретения является повышение эффективности комплексного освоения угольного месторождения за счет попутной добычи ценного компонента - рения.The aim of the invention is to increase the efficiency of integrated development of a coal deposit due to the associated production of a valuable component - rhenium.

Поставленная цель достигается тем, что в способе комплексного освоения угольного месторождения, включающем бурение системы гидравлически связанных скважин, осуществление через них гидродинамического и огневого воздействия на угольный пласт, получение сырого генераторного газа, охлаждение его до температуры ниже температуры конденсации компонентов, входящих в состав сырого газа, и получение вместе с очищенным газом других полезных компонентов, по выходе из скважины генераторный газ охлаждают до температуры не ниже температуры конденсации газообразных соединений рения, при этом получают тепловую энергию для системы теплоснабжения; затем газ промывают в воде и при этом получают ренийсодержащий водный раствор, греющий теплоноситель и газ повышенной влажности; потом газ осушают, а ренийсодержащий раствор очищают от шлама и охлаждают, при этом получают очищенный и осушенный газ, тепловую энергию и очищенный от механических примесей ренийсодержащий раствор, который далее направляют для извлечения рения.This goal is achieved by the fact that in the method of integrated development of a coal field, including drilling a system of hydraulically connected wells, performing hydrodynamic and fire effects through them on a coal seam, producing crude generator gas, cooling it to a temperature below the condensation temperature of the components that make up the raw gas , and obtaining together with the purified gas other useful components, upon exiting the well, the generator gas is cooled to a temperature not lower than the temperature of the cond sation gaseous rhenium compounds to yield thermal energy for the heating system; then the gas is washed in water and a rhenium-containing aqueous solution is obtained, a heating medium and a gas of high humidity; then the gas is dried, and the rhenium-containing solution is cleaned of sludge and cooled, and purified and dried gas, heat energy and a rhenium-containing solution purified from mechanical impurities are obtained, which are then sent to extract rhenium.

Способ поясняется схемой первичной обработки продуктов подземной газификации угля.The method is illustrated by the primary processing scheme of underground coal gasification products.

Способ комплексного освоения угольного месторождения может быть реализован следующим образом. Скважину 1 трубопроводом 2 соединяют с теплообменным аппаратом 3, включенным в систему теплоснабжения посредством трубопроводов 4 (Т2) и 5 (Т1). Далее по ходу продуктов подземной газификации устанавливают горизонтальную цилиндрическую емкость 6, примерно наполовину заполненную водой. Во внутреннем пространстве емкости 6 установлен вертикально глухой щит 7, предотвращающий свободное поступление продуктов подземной газификации в газовое пространство и направляющий их в водное пространство емкости 6. К нижнему краю глухого щита 7 и к торцам горизонтальной емкости 6 приварен примерно горизонтально дырчатый щит 8, имеющий большое количество отверстий малого диаметра, равномерно распределенных по площади щита. Газовое пространство емкости 6 посредством трубопровода 9 связывают с газовым пространством циклона 10, а водное посредством трубопровода 11 - с водным пространством циклона 10. Посредством трубопровода 12 водное пространство циклона 10 связано с осадителем 13, снабженным съемным донышком 14. Далее по ходу жидкости установлен теплообменный аппарат 15, включенный трубопроводами 16(Т4) и 17(Т3) в систему, например, горячего водоснабжения. Выход греющего теплоносителя 18 из теплообменного аппарата 15 выполнен в электролизную ванну 19, снабженную электродами 20. Трубопроводами 21, 23 и насосом 22 электролизная ванна 19 связана с водным пространством емкости 6, посредством патрубка 24, выполненным, например, в ее торце.The method of integrated development of a coal field can be implemented as follows. Well 1 by a pipe 2 is connected to a heat exchanger 3 included in the heat supply system through pipelines 4 (T2) and 5 (T1). Further along the products of underground gasification, a horizontal cylindrical tank 6 is installed, approximately half filled with water. A blank shield 7 is installed vertically in the interior of the vessel 6, preventing the free entry of underground gasification products into the gas space and directing them into the water space of the vessel 6. An approximately horizontally perforated shield 8 is welded to the lower edge of the blind shield 7 and to the ends of the horizontal vessel 6, having a large the number of small diameter holes uniformly distributed over the shield area. The gas space of the tank 6 is connected through the pipeline 9 to the gas space of the cyclone 10, and the water space through the pipe 11 to the water space of the cyclone 10. Through the pipe 12, the water space of the cyclone 10 is connected to the precipitator 13, equipped with a removable bottom 14. Next, a heat exchanger is installed along the liquid 15, included by pipelines 16 (T4) and 17 (T3) in a system, for example, hot water supply. The output of the heating fluid 18 from the heat exchanger 15 is made into an electrolysis bath 19 provided with electrodes 20. By pipelines 21, 23 and a pump 22, the electrolysis bath 19 is connected to the water space of the tank 6 by means of a pipe 24 made, for example, at its end.

Схема обработки газообразных продуктов подземной газификации угля работает следующим образом. Горячие продукты подземной газификации из скважины 1 по трубопроводу 2 поступают в теплообменный аппарат 3, где отдают часть теплоты воде системы теплоснабжения Т1-Т2. Охлажденные до температуры не ниже температуры конденсации окислов рения продукты подземной газификации угля по трубопроводу поступают в емкость 6 в пространство между ее стенкой и глухим щитом 7. Глухой щит 7 направляет газовый поток в водное пространство емкости 6 под погружной дырчатый щит 8 на промывку. За счет наличия большого количества отверстий малого диаметра щит 8 распределяет газовый объем по всей своей площади и пропускает его к поверхности воды маленькими пузырьками, увеличивая тем самым площадь контакта газа с водой. Пройдя к поверхности через слой воды над дырчатым щитом 8, газ охлаждается до температуры значительно ниже температуры конденсации окислов рения. При этом регулирование температуры охлаждения газа может быть осуществлено как за счет изменения температуры воды в емкости, так и за счет изменения толщины ее слоя над щитом 8. При промывке газа в воде остаются механические примеси и растворяются окислы рения, образуя ренийсодержащий раствор. Пройдя к поверхности воды, газ образует кипящий слой, выделяющий в газовое пространство емкости 6 некоторое количество водяного пара, который способствует растворению в нем окислов рения, не растворившихся в воде. Влажный газ по трубе 9 поступает в циклон 10, где происходит осушение газа. Далее осушенный газ направляют потребителю.The processing scheme of gaseous products of underground coal gasification works as follows. Hot products of underground gasification from the well 1 through the pipeline 2 enter the heat exchanger 3, where they give part of the heat to the water of the heating system T1-T2. The products of underground coal gasification cooled to a temperature not lower than the condensation temperature of rhenium oxides are piped into the tank 6 into the space between its wall and the dull shield 7. The dull shield 7 directs the gas flow into the water space of the tank 6 under the immersion hole shield 8 for washing. Due to the presence of a large number of holes of small diameter, shield 8 distributes the gas volume over its entire area and passes it to the surface of the water in small bubbles, thereby increasing the area of gas contact with water. Passing to the surface through a layer of water above the hole shield 8, the gas is cooled to a temperature well below the condensation temperature of rhenium oxides. At the same time, the gas cooling temperature can be controlled both by changing the temperature of the water in the tank, and by changing the thickness of its layer above the shield 8. When washing the gas in the water, mechanical impurities remain and rhenium oxides dissolve, forming a rhenium-containing solution. Passing to the surface of the water, the gas forms a fluidized bed, which releases a certain amount of water vapor into the gas space of the tank 6, which helps dissolve rhenium oxides which are not dissolved in water. The wet gas through the pipe 9 enters the cyclone 10, where the gas is drained. Next, the dried gas is sent to the consumer.

Ренийсодержащий раствор из емкости 6 по трубопроводу 11 поступает в циклон 10, где смешивается с аналогичным раствором, полученным при сепарации влажного газа. Далее ренийсодержащий раствор по трубопроводу 12 поступает в осадитель 13, где за счет разности в поперечном сечении из потока выделяются механические примеси, оседая на дне осадителя. Очищенный ренийсодержащий раствор поступает в теплообменный аппарат 15, трубами 16 и 17 включенный в систему, например, горячего водоснабжения Т3-Т4, где охлаждается до температуры ниже температуры кипения при атмосферном давлении. После теплообменника 15 охлажденный ренийсодержащий раствор направляют на извлечение рения одним из известных способов, например электролизом. Для этого по трубопроводу 18 ренийсодержащий раствор направляют в электролизную ванну 19 с электродами 20. Из этой же ванны по трубопроводам 21 и 23 технологическая вода насосом 22 подается в водное пространство емкости 6.The rhenium-containing solution from the tank 6 through the pipe 11 enters the cyclone 10, where it is mixed with a similar solution obtained by the separation of wet gas. Next, the rhenium-containing solution through the pipe 12 enters the precipitator 13, where due to the difference in the cross section of the flow of mechanical impurities are precipitated, settling at the bottom of the precipitator. The purified rhenium-containing solution enters the heat exchanger 15, pipes 16 and 17 included in the system, for example, hot water T3-T4, where it is cooled to a temperature below the boiling point at atmospheric pressure. After the heat exchanger 15, the cooled rhenium-containing solution is directed to the extraction of rhenium by one of the known methods, for example by electrolysis. For this, a rhenium-containing solution is sent through a pipe 18 to an electrolysis bath 19 with electrodes 20. From the same bath, pipelines 21 and 23 process water by a pump 22 into the water space of a tank 6.

При многократном прохождении ренийсодержащего раствора по циркуляционному контуру «электролизная ванна - емкость - циклон - осадитель» концентрация соединений рения в нем непрерывно растет и в какой-то момент времени становится достаточной для выделения рения методом электролиза. Для этого к электродам 19 электролизной ванны 18 подводят электрический ток, за счет чего на одном из электродов происходит отложение рения.When the rhenium-containing solution is repeatedly passed through the circulation circuit "electrolysis bath - capacity - cyclone - precipitator", the concentration of rhenium compounds in it continuously increases and at some point in time becomes sufficient to isolate rhenium by electrolysis. For this, an electric current is supplied to the electrodes 19 of the electrolysis bath 18, due to which rhenium is deposited on one of the electrodes.

Достигаемый эффект состоит в том, что способ позволяет получить не только ценное топливо и тепловую энергию заданного потенциала, но и ценное вещество, каковым является рений. То есть заявляемый способ позволяет повысить эффективность комплексного освоения угольного месторождения, а это и есть цель изобретения.The achieved effect is that the method allows to obtain not only valuable fuel and thermal energy of a given potential, but also a valuable substance, which is rhenium. That is, the claimed method improves the efficiency of integrated development of a coal field, and this is the purpose of the invention.

Источники информацииInformation sources

1. Способ получения электроэнергии при бесшахтной углегазификации и/или подземном углесжигании / Патент РФ №2100588, опубл. 1997.12.27 (аналог).1. A method of producing electricity during shaftless coal gasification and / or underground coal burning / RF Patent No. 2100588, publ. 1997.12.27 (analogue).

2. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Ценные элементы-примеси в углях. Екатеринбург: УрО РАН, 2006, с.376.2. Yudovich Ya.E., Ketris M.P. Valuable impurities in coals. Yekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2006, p.376.

3. Крейнин Е.В. Возможен ли экологически чистый углеэнергетический комплекс / Уголь, 1 - 2008, с.38-40 (прототип).3. Kreinin EV Is an environmentally friendly coal-energy complex possible / Coal, 1 - 2008, p. 38-40 (prototype).

Claims (1)

Способ комплексного освоения угольного месторождения, включающий бурение системы гидравлически связанных скважин, осуществление через них гидродинамического и огневого воздействия на угольный пласт, получение сырого генераторного газа, охлаждение его до температуры ниже температуры конденсации компонентов, входящих в состав сырого газа, и получение вместе с очищенным газом других полезных компонентов, отличающийся тем, что по выходе из скважины генераторный газ охлаждают до температуры не ниже температуры конденсации газообразных соединений рения, при этом получают тепловую энергию для системы теплоснабжения, затем газ промывают в воде и при этом получают ренийсодержащий водный раствор, греющий теплоноситель и газ повышенной влажности, потом газ осушают, а ренийсодержащий раствор очищают от шлама и охлаждают, при этом получают очищенный и осушенный газ, тепловую энергию и очищенный от механических примесей ренийсодержащий раствор, который далее направляют для извлечения рения. A method for the integrated development of a coal field, including drilling a system of hydraulically coupled wells, performing hydrodynamic and fire effects through them on a coal seam, producing crude generator gas, cooling it to a temperature below the condensation temperature of the components that make up the raw gas, and producing it together with purified gas other useful components, characterized in that upon leaving the well, the generator gas is cooled to a temperature not lower than the condensation temperature of the gaseous of rhenium compounds, this produces heat energy for the heat supply system, then the gas is washed in water and a rhenium-containing aqueous solution, a heating medium and high humidity gas are obtained, then the gas is dried, and the rhenium-containing solution is cleaned of sludge and cooled, and purified and dried gas, thermal energy and a rhenium-containing solution purified from mechanical impurities, which is then sent to extract rhenium.
RU2009108240/03A 2009-03-06 2009-03-06 Complex development method of coal field RU2391508C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009108240/03A RU2391508C1 (en) 2009-03-06 2009-03-06 Complex development method of coal field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009108240/03A RU2391508C1 (en) 2009-03-06 2009-03-06 Complex development method of coal field

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2391508C1 true RU2391508C1 (en) 2010-06-10

Family

ID=42681575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009108240/03A RU2391508C1 (en) 2009-03-06 2009-03-06 Complex development method of coal field

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2391508C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448250C1 (en) * 2010-10-07 2012-04-20 Учреждение Российской академии наук Институт угля Сибирского отделения РАН (ИУ СО РАН) Complex development method of power-generating coal deposits
RU2498067C1 (en) * 2012-06-15 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт угля Сибирского отделения Российской академии наук (ИУ СО РАН) Method for integrated development of steam coal deposit
RU2530143C1 (en) * 2013-05-21 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт угля Сибирского отделения Российской академии наук (ИУ СО РАН) Method of complex development of coal deposit
US9428978B2 (en) 2012-06-28 2016-08-30 Carbon Energy Limited Method for shortening an injection pipe for underground coal gasification
US9435184B2 (en) 2012-06-28 2016-09-06 Carbon Energy Limited Sacrificial liner linkages for auto-shortening an injection pipe for underground coal gasification

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КРЕЙНИН Е.В. Возможен ли экологически чистый углеэнергетический комплекс, Уголь, №1, 2008, с.38-40. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448250C1 (en) * 2010-10-07 2012-04-20 Учреждение Российской академии наук Институт угля Сибирского отделения РАН (ИУ СО РАН) Complex development method of power-generating coal deposits
RU2498067C1 (en) * 2012-06-15 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт угля Сибирского отделения Российской академии наук (ИУ СО РАН) Method for integrated development of steam coal deposit
US9428978B2 (en) 2012-06-28 2016-08-30 Carbon Energy Limited Method for shortening an injection pipe for underground coal gasification
US9435184B2 (en) 2012-06-28 2016-09-06 Carbon Energy Limited Sacrificial liner linkages for auto-shortening an injection pipe for underground coal gasification
US9963949B2 (en) 2012-06-28 2018-05-08 Carbon Energy Limited Sacrificial liner linkages for auto-shortening an injection pipe for underground coal gasification
US9976403B2 (en) 2012-06-28 2018-05-22 Carbon Energy Limited Method for shortening an injection pipe for underground coal gasification
RU2530143C1 (en) * 2013-05-21 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт угля Сибирского отделения Российской академии наук (ИУ СО РАН) Method of complex development of coal deposit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2391508C1 (en) Complex development method of coal field
CA2742565C (en) Methods and systems for providing steam
US20110089013A1 (en) Apparatus of produced water treatment, system and method of using the apparatus, and method of water reuse by using the same
US8789608B2 (en) Steam generation process for enhanced oil recovery
CA2621991C (en) Method and system for generating steam in the oil industry
CA2742563C (en) Methods and systems for providing steam
US9409775B2 (en) Method of purification of biomass syngas under negative pressure
US20120279903A1 (en) Steam drive non-direct contact steam generation
MX2007005971A (en) Natural circulation industrial boiler for steam assisted gravity drainage (sagd) process.
CN104762120B (en) A kind of high sodium coal method for removing sodium and equipment
CA2783103C (en) Thermal system and process for producing steam from oilfield produced water
CN102161900B (en) Device and method for extracting oil from blocky oil shale with high efficiency
CN102587884B (en) Utilizing process for underground gasified gas condensate
RU2392432C1 (en) Complex development method of coal field
RU2392431C1 (en) Complex development method of coal field
CN106277677A (en) A kind of mud combination treatment method and device
CN103252116A (en) Movement part-free low-consumption and high-efficiency ammonia water, tar and tar residue separation dewatering integration tank
CN104713113A (en) High sodium coal sodium-free upgrading fire coal power generation system integrating solar energy and waste-heat utilization
CN104498070B (en) Smoke mixed type heat carrier retorting process of oil shale
CA2892960A1 (en) Superheated steam water treatment process
CA2776389C (en) Non-direct contact steam generation
CN204787873U (en) Two pressures are from deoxidization coal gasification waste heat recovery system
CN206904571U (en) A kind of LNG cold energy and production waste heat recycle device
RU2390634C1 (en) Procedure for complex development of coal deposit
CN201028470Y (en) Convection waste heat boiler

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110307