煤炭地下气化方法及注浆装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种煤炭地下气化方法及注浆装置。方法的步骤包括：建立进气通道、出气通道以及气化通道；通过进气通道将气化剂注入到气化通道，并点燃煤层；将水煤浆输送至气化通道中的火焰工作面。用于该地下气化方法的注浆装置包括可移动的注浆组件（6）；驱动装置（7）；煤浆混合发生装置（8）；测温装置（9）。将水煤浆直接注入到火焰工作面（5），可以提高了火焰工作面的温度，促进产生氢气的反应进行，使煤气中的氢气含量提高。还可以使水煤浆中的水直接与碳反应生成氢气，从而进一步提高了煤气中氢气的含量。

【技术实现步骤摘要】
煤炭地下气化方法及注浆装置
本专利技术涉及一种煤炭地下气化方法及注浆装置。
技术介绍
煤炭地下气化首先自地面向下打钻孔到煤层，再在煤层内部将钻孔连结起来，以其中一个钻孔将气化剂(如空气、水蒸汽、富氧空气等)输出到煤层，气化剂在煤层内进行不完全燃烧，并连续发生气化，把产生的可燃气体从另一个钻孔输送到地面。在两钻孔间的气化通道中进行煤燃烧的反应，此处的燃烧反应主要为：C+H2O(g)=CO+H2-131.5MJ/kmol（1）C+2H2O=CO2+2H2-90.5MJ/kmol（2）C+1/2O2=CO+110.9kJ/mol（3）在地下气化过程中，煤层水及地下水有一部分进入了气化通道，但是由于气化过程本身具有一定压力，并且具有较高的温度，造成大部分水都气化成了水蒸气被煤气携带到地面，并没有参与碳与水的反应产生氢气，反而带走了大量的热量降低了反应区整体的温度，并且降低了煤气中氢气的含量。CN101382063公开了一种新型煤炭气化炉型。本煤炭气化炉型通过定向钻孔与两个或两个以上垂直钻孔在煤层中的对接构建气化炉，通过定向钻孔与两个或两个以上垂直钻孔在煤层底板的对接构建煤层排水通道。气化炉垂直钻孔分别用于气化炉点火、气化炉排气以及正反向鼓风气化，气化炉定向钻孔用于生产煤气及煤气流通。虽然气化炉排出水以防止水气化带走热量，但是也降低了煤气中氢气的含量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种煤炭地下气化方法及注浆装置，其可以提高反应区的温度。为实现上述目的，本专利技术一方面提供一种煤炭地下气化方法：建立进气通道、出气通道以及气化通道；通过进气通道将气化剂注入到气化通道，并点燃煤层；将水煤浆输送至气化通道中的火焰工作面。由此方法，可以使水煤浆中的碳与气化通道中的氧气反应放热，一方面提高了火焰工作面的温度，另一方面增加了煤气中一氧化碳的含量。水煤浆中的水直接注入到火焰工作面参与碳与水的反应生成氢气，提高了煤气中氢气的含量，改善了煤气的质量。根据本专利技术，通过将注浆组件送入气化通道，将水煤浆输送至气化通道；其中注浆组件通过进气通道或出气通道送入气化通道中；或建立用于贯通进气通道和出气通道的水平井，将注浆组件通过水平井送入气化通道中。由此，可利用地下气化炉的进气通道和出气通道或者贯通二者的水平井进行注浆，不必单独设立注浆通道。根据本专利技术，测量注浆组件位于气化通道的端口处的环境温度；将测量得到的温度与预定温度值相比较；当测量温度达到预定温度值时，停止调节注浆组件并注入水煤浆；或当测量温度低于预定温度值时，调节注浆组件，使其靠近火焰工作面。由此方法，以温度为依据找到火焰工作面的位置，既可以用于注浆前，又可以用于在火焰工作面移动后继续寻找火焰工作面，以使注浆组件跟随火焰工作面的移动，始终保持在火焰工作面注浆。根据本专利技术，测量温度达到900℃-1300℃时，停止调节注浆组件。根据本专利技术，测量温度达到900℃-1300℃时，增加水煤浆中煤粉含量；测量注浆口处的环境温度；当增加煤粉含量后的测量温度较增加煤粉含量前的测量温度的提高值大于或等于100℃时，停止调节注浆组件；或当增加煤粉含量后的测量温度较增加煤粉含量前的测量温度的提高值小于100℃时，继续调节注浆组件，使其靠近火焰工作面。根据本专利技术，在继续调节注浆位置时，通过设置在注浆组件中的牵引索调节喷射的方向。根据本专利技术，通过位于注浆组件端口上的测温装置测量环境温度。根据本专利技术，计算燃煤量；当燃煤量达到预定值之后，通过移动注浆组件引导火焰工作面移动。根据本专利技术，通过注浆组件向气化通道分别注入水煤浆、气化剂、含碳粉末状物质。根据本专利技术，采集气化通道中的煤气；根据所采集到的煤气中的氢气含量调节水煤浆中水的比例。根据本专利技术，在水煤浆中添加催化剂或含碳粉末状物质，其中，所述催化剂包括铁渣、石灰石或氢氧化钙中的一种或它们的任意组合。另一方面提供一种注浆装置，其包括可移动的注浆组件、驱动装置、煤浆混合发生装置、测温装置，驱动装置与注浆组件可驱动地接触，煤浆混合发生装置和注浆组件流体连接。根据本专利技术，测温装置位于注浆组件的端口处。根据本专利技术，注浆装置还包括煤气取样装置，煤气取样装置设置在注浆组件的端口处。根据本专利技术，驱动装置为绞盘，注浆组件为注浆管，注浆管设置有至少两个通道。该结构简单，可有效的驱动注浆组件的移动。采用这样的结构后，本专利技术的有益效果在于：将水煤浆直接注入到火焰工作面，水煤浆中的碳与水反应生成一氧化碳并放热，从而提高了火焰工作面的温度，促进产生氢气的反应进行，使煤气中的氢气含量提高，从而提高了煤气的品质。另外，将水煤浆直接注入到火焰工作面，可以使水煤浆中的水直接与碳反应生成氢气，从而进一步提高了煤气中氢气的含量。附图说明图1是本专利技术的注浆装置位于第一种煤炭地下气化炉的示意图；图2是本专利技术的注浆装置位于第二种煤炭地下气化炉的示意图；图3是本专利技术的注浆装置位于第三种煤炭地下气化炉的示意图；图4是本专利技术的注浆装置位于第四种煤炭地下气化炉的示意图。具体实施方式参照图1描述本专利技术的煤炭地下气化方法。首先建立进气通道2、出气通道1以及气化通道10，在煤炭地下气化过程中，进气通道2用于向煤层4注入气化剂，出气通道1用于导出煤气，而煤层4的燃烧反应位于气化通道10中。当上述三个通道建立完成后，即地下气化炉建立完毕，通过进气通道2将气化剂注入到气化通道10，并点燃煤层4。即，当气化剂进入气化通道10中，用点火器点燃煤层，煤层中的碳与气化剂中的氧发生反应，开始燃烧。在煤层4燃烧过程中，将水煤浆输送至气化通道10中的火焰工作面5。输送水煤浆的过程可以在地下气化全生命周期中进行。换言之，可以在检测到由出气通道1输送出的煤气品质不理想时再注入水煤浆，或者在煤层4开始燃烧时直接注入水煤浆。由此方法，可以使水煤浆中的碳与气化通道中的氧气反应放热，一方面提高了火焰工作面的温度，另一方面增加了煤气中一氧化碳的含量。水煤浆中的水直接注入到火焰工作面参与碳与水的反应生成氢气，提高了煤气中氢气的含量，改善了煤气的质量。在将水煤浆输送到气化通道10后，测量水煤浆注浆口12处（即注浆组件6位于气化通道10中的端口处）的温度。此测量可以通过将测温装置9设置在水煤浆的注浆口12处进行。这样测温装置9测得的温度即为水煤浆注浆口12处的温度，从而判断水煤浆的注浆口12是否位于火焰工作面5。然后，将测量得到的温度与预定温度值相比较，当测量温度达到预定温度值时，停止调节注浆组件并注入水煤浆。当测量温度低于预定温度值时，调节注浆组件，使其靠近火焰工作面5。此处，对于煤炭地下气化过程中，由于火焰工作面5是在不断运动的，很难找到精确的火焰工作面5的位置，通过温度测量，调节注浆口12的位置，使其不断靠近火焰工作面5，即表现为测量的温度值不断升高，当达到预定温度值时，则理解为已经到达了火焰工作面5。在本具体实施例中，预定温度值的范围在900℃-1300℃。当测量得到的温度在此预定温度值的范围内，理解为水煤浆的注浆口12已位于火焰工作面5，可以停止调节。若测量得到的温度未位于此预定温度值的范围内，则水煤浆的注浆口12没有位于火焰工作面5，调节注浆口12的位置，使其靠近火焰工作面5。不仅根据测温装置的温度显示，还可以鼓风量作为参考，调整注浆口12喷射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤炭地下气化方法，包括以下步骤：建立进气通道、出气通道以及气化通道；通过进气通道将气化剂注入到气化通道，并点燃煤层；将水煤浆输送至气化通道中的火焰工作面。

【技术特征摘要】
1.一种煤炭地下气化方法，包括以下步骤：建立进气通道、出气通道以及气化通道；通过进气通道将气化剂注入到气化通道，并点燃煤层；将水煤浆输送至气化通道中的火焰工作面；其中，通过将注浆组件送入气化通道，将水煤浆输送至气化通道；其中注浆组件通过进气通道或出气通道送入气化通道中；或建立用于贯通进气通道和出气通道的水平井，将注浆组件通过水平井送入气化通道中；测量注浆组件位于气化通道中的端口处的环境温度；将测量得到的温度与预定温度值相比较；当测量温度达到预定温度值时，停止调节注浆组件并注入水煤浆；或当测量温度低于预定温度值时，调节注浆组件，使其靠近火焰工作面。2.根据权利要求1所述的煤炭地下气化的方法，其特征在于：测量温度达到900℃-1300℃时，停止调节注浆组件。3.根据权利要求1所述的煤炭地下气化的方法，其特征在于：测量温度达到900℃-1300℃时，增加水煤浆中煤粉含量；测量注浆口处的环境温度；当增加煤粉含量后的测量温度较增加煤粉含量前的测量温度的提高值大于或等于100℃时，停止调节注浆组件；或当增加煤粉含量后的测量温度较增加煤粉含量前的测量温度的提高值小于100℃时，继续调节注浆组件，使其靠近火焰工作面。4.根据权利要求3所述的煤炭地下气化的方法，其特征在于：在继续调节注浆位置时，通过设置在注浆组件中的牵引索调节喷射的方向。5.根据权利要求1所述的煤炭地下气化的方法，其特征在于：通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪涛，姚凯，陈峰，潘霞，付伟贤，
申请(专利权)人：新奥气化采煤有限公司，
类型：发明
国别省市：