煤炭地下气化炉及炉燃烧状态确定方法技术

本发明专利技术提供一种煤炭地下气化炉及燃烧状态确定方法。该地下气化炉包括进气孔、出气孔、形成于进气孔与出气孔之间的气流通道。所述地下气化炉还包括若干测孔，所述若干测孔设置于所述进气孔与出气孔连线的垂直方向的预设范围内，并且所述测孔通至所述地下气化炉的煤层，通过所述测孔实现对所述地下气化炉的温度、压力以及样品组分的监测。本发明专利技术可以实时监控地下气化炉的温度、样品组分与压力数据，因此，可以更为及时、准确的判断内部燃烧状况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤炭地下气化领域，尤其涉及一种。
技术介绍
煤炭地下气化作为一种正在兴起的煤气化技术，由于其所具有的经济性、环保性和高效性受到广泛的关注。但是针对地下气化过程中地下气化炉内的温度、压力、组分等检测一直缺乏相关的合理方法。现有技术对判断地下气化炉燃烧状况提出了一些技术方案。例如以下介绍的现有技术一、二。现有技术一:专利200910150724.3，一种煤炭地下气化炉燃烧状态确定方法、系统和装置，是一种在地表设置测氡点进而根据氡值和温度关系得出地下温度场的方法；现有技术二:专利201210226183.X，煤炭地下气化炉二维平面温度场的实时监测方法，也是一种根据氡值和温度关系得出地下气化炉温度场二维平面的方法。现有技术一和二中，均是通过地面氡值探测间接获得地下气化炉的温度场来确定其燃烧状况，有关关系还需验证，精确性较差。鉴于以上问题，本专利提出一种新型的煤炭地下气化实时情况监测方法。该方法通过在地下气化炉气流通道周边设置测孔，可以直接获得地下温度、压力、组分等信息。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种地下气化炉，解决现有地下气化炉无法准确判断其燃烧状况的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种煤炭地下气化炉，包括进气孔、出气孔、形成于进气孔与出气孔之间的气流通道以及若干测孔，所述若干测孔设置于所述进气孔与出气孔连线的垂直方向的预设范围内，并且所述测孔通至所述地下气化炉的煤层，通过所述测孔至少实现对所述地下气化炉的温度、压力以及样品组分的监测。优选地，所述每一测孔于不同孔深处设置有温度探测点，所述温度探测点由热电偶形成，实现对所述地下气化炉温度的监测。优选地，所述测孔内设置有套管，所述套管的下放位置与所述地下气化炉处于同一煤层，所述热电偶固定于所述套管内，所述气化通道随着煤层的燃烧不断扩大而形成燃空区，至少一所述测孔内的套管连通至所述燃空区，通过所述连通至燃空区的管套监测所述地下气化炉内的样品组分以及压力数据。优选地，所述地下气化炉为气流通道呈长条形的单一气化炉，或者为气流通道呈L型、V形或者Z形的多单元气化炉，所述进气孔与出气孔之间的连线对应为直线、L形、V形或者Z形。优选地，所述若干测孔呈单列或者多列沿所述进气孔与出气孔的连线方向布置于距离所述进气孔与出气孔之间的连线0-20米范围内，并且所述每列测孔的孔间距大于等于5米。优选地，所述每列测孔靠近进气孔的一测孔与所述进气孔的距离大于等于5米，靠近出气孔测孔与所述出气孔的距离大于等于5米。另，本专利技术还提供一种煤炭地下气化炉燃烧状态确定方法，包括以下步骤:S1、在距离地下气化炉进气孔与出气孔之间的连线预设范围内设置若干个测孔；S2、在所述测孔的不同孔深处设置若干温度探测点；S3、所述测孔内的温度探测点实时监测不同孔深的温度；以及S4、通过测孔采集所述地下气化炉的煤气样品，以监测所述气化炉内的压力数据以及煤气样品组分；S5、根据各测孔中采集的温度、压力数据以及样品组分，确定所述煤炭地下气化炉燃烧状态。优选地，所述步骤SI具体为:在所述气化炉运行之前，预先呈单列或者多列的沿所述进气孔与出气孔的连线方向布置于距离所述进气孔与出气孔之间的连线0-20米范围内，并且每列测孔按照以下方式布置:所述每一测孔通至所述地下气化炉的煤层，所述每列测孔的孔间距大于等于5米，每列测孔靠近进气孔的一测孔与所述进气孔的距离大于等于5米，靠近出气孔的测孔与所述出气孔的距离大于等于5米。优选地，所述步骤S2包括以下步骤:S21、在所述测孔内设置套管，使套管的下方位置与所述地下气化炉处于同一煤层；S22、在所述套管的不同位置设置热电偶，形成所述温度探测点。优选地，随着所述地下气化炉的燃烧，所述气流通道不断扩大而形成燃空区，至少一所述测孔连通至所述燃空区，所述步骤S4具体为:通过所述连通至燃空区的套管采集地下气化炉内的样品组分以及压力数据。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术的煤炭地下气化炉及其燃烧状态确定方法，通过设置的测孔内的热电偶实时监测地下气化炉内的温度，并通过连通至气流通道的测孔内的套管获取到的样品实时监测样品组分以及压力数据，工作人员即可从上述实时监测到的数据判断地下气化炉内的燃烧状况。显然，该地下气化炉的燃烧状况是通过实时获取的直观数据来得出的，判断更为及时、准确度更高。【附图说明】图1是本专利技术第一实施例的煤炭地下气化炉的地表结构示意图。图2是图1所示煤炭地下气化炉的地表结构示意图。图3是本专利技术第二实施例的煤炭地下气化炉的地表结构示意图。图4是本专利技术第三实施例的煤炭地下气化炉的地表结构示意图。图5是本专利技术第四实施例的煤炭地下气化炉的地表结构示意图。图6是本专利技术煤炭地下气化炉燃烧状态确定方法流程图。【具体实施方式】应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1及图2是本专利技术第一实施例的煤炭地下气化炉的地表结构示意图。请参阅图1，煤炭地下气化工艺是自地面向下打钻孔到煤层，其中一个钻孔为进气孔I，另一个钻孔为出气孔2，利用煤层压裂等方法在两孔中形成气化通道(图未示)。点火后，进气孔I将气化剂(空气、水蒸气、富氧空气等)输送到煤层，气化剂在煤层的气化通道中进行不完全燃烧，并连续气化，生产的可燃气体从出气孔2输送到地面。而在所述气化过程中，所述气化通道随着煤层的燃烧而不断扩大，形成燃空区3。本实施例的煤炭地下气化炉除包括上述进气孔1、出气孔2、气流通道外，还包括若干测孔4，所述若干测孔设置于所述进气孔I与出气孔2连线的垂直方向的预设范围内，并且所述测孔通至所述地下气化炉的煤层，通过所述测孔4至少实现对所述地下气化炉的温度、压力以及样品组分的监测，以下以所述地下气化炉可以实现温度、压力以及样品组分的监测为例进行说明。于本实施例中，所述每一测孔4于不同孔深处设置有温度探测点，温度探测点的间隔根据待测煤层厚度及探测精度决定，可选择I?10米间隔布置一个温度探测点，所述温度探测点由热电偶形成，用以对所述地下气化炉的各深度处的温度进行实时监测。进一步的，所述每一测孔4内设置有套管(图未示)，并且所述套管的下放位置与所述地下气化炉处于同一煤层，所述热电偶固定于所述套管内。所述套管朝向地表的一端为密封的，如此，随着气化炉的燃烧，所述气流通道将不断扩大而形成燃空区3，部分测孔4的套管将连通至所述燃空区3，此时该套管内将充满地下气化炉的煤气样品。如此，可以在该套管上开设一采样口，然后通过该连通至气流通道的管套即可获取所述地下气化炉内的样品，从而实现实时监测所述地下气化炉内的样品组分以及压力数据。并且，上述连通至气流通道的测孔4还可以满足地下气化炉紧急进气和出气的需求。请一并参阅图2，所述若干测孔4可以呈单列的沿所述进气孔I与出气孔2的连线方向布置(如图1所示)，也可以呈多列的沿所述进气孔I与出气孔2的连线方向布置(如图2所示)，并且所述每列测孔4均设置于距所述进气孔I与出气孔2连线预设范围内。该预设范围根据所述地下气化炉的燃烧范围确定，本实施例中，优选将所述测孔4设置于距离所述进气孔I与出气孔2连线的0-20米范围内，即设置在所述燃空区3的周边范围。如图1所示，所述每列测孔4的相邻孔间距大于等于5米，并且每列测孔4靠近进气孔I的一测孔4与所述进气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤炭地下气化炉，包括进气孔(1)、出气孔(2)、形成于进气孔(1)与出气孔(2)之间的气流通道，其特征在于：所述地下气化炉还包括若干测孔(4)，所述若干测孔(4)设置于所述进气孔(1)与出气孔(2)连线的垂直方向的预设范围内，并且所述测孔(4)通至所述地下气化炉的煤层，通过所述测孔(4)至少实现对所述地下气化炉的温度、压力以及样品组分的监测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，刘洪涛，李金国，
申请(专利权)人：新奥气化采煤有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13