專利名稱：煤炭地下氣化熄爐方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤炭地下氣化過(guò)程控制領(lǐng)域，尤其涉及一種煤炭地下氣化熄爐方法。
背景技術(shù)：
煤炭地下氣化就是使地下煤炭通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)原地轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w的技術(shù)，它是集建井、采煤、轉(zhuǎn)化三大工藝為一體，多學(xué)科開(kāi)發(fā)能源及化工原料的新技術(shù)。其將物理采煤方法轉(zhuǎn)化為化學(xué)采煤，拋棄了全部龐大的、笨重的采煤設(shè)備與地面氣化設(shè)備，并將傳統(tǒng)的地面燃燒轉(zhuǎn)化為地下有控制地燃燒，因而是一種潔凈煤綜合利用技術(shù)，具有安全性好、投資少、效率聞、污染小、效益聞等優(yōu)點(diǎn)。煤炭地下氣化首先自地面向下打鉆孔到煤層，再在煤層內(nèi)部將鉆孔連結(jié)起來(lái)，以其中一個(gè)鉆孔將氣化劑(如空氣、水蒸汽、富氧空氣等)經(jīng)地面管路輸入到煤層，煤層在氣 化劑的作用下不完全燃燒，并連續(xù)發(fā)生氣化，產(chǎn)生的可燃?xì)怏w從另一個(gè)鉆孔輸送到地面。上述地下氣化系統(tǒng)一般稱為地下氣化爐。隨著地下氣化過(guò)程的進(jìn)行，燃煤量逐步累加，留下的燃空區(qū)(指煤炭地下氣化過(guò)程中由于煤層燃燒和氣化而在煤層中留下的空腔)越來(lái)越大，地下氣化爐煤氣出口溫度逐漸升高。并且，隨著煤層表面灰層的累積，煤層的氣化強(qiáng)度也逐步下降，煤層頂?shù)装宸€(wěn)定性也隨著燃空區(qū)的增大逐漸變差，地下氣化爐燃空區(qū)周圍環(huán)境含水層水也會(huì)逐步滲入地下燃空區(qū)，產(chǎn)出氣體組分中有效煤氣產(chǎn)出量會(huì)逐漸減少，煤氣含水量也會(huì)越來(lái)越高。這種情況就表明，該地下氣化爐進(jìn)入了氣化過(guò)程的后期，其生命周期即將結(jié)束。在結(jié)束地下氣化時(shí)，需要將地下氣化爐熄滅，以防止煤層持續(xù)燃燒浪費(fèi)資源，以及增加地下燃空區(qū)的穩(wěn)定性，并防止燃空區(qū)與含水層導(dǎo)通。在一定條件下，還需要對(duì)燃空區(qū)進(jìn)行充填，以防止燃空區(qū)的大規(guī)模塌陷。以往采取的熄爐方法有向氣化爐內(nèi)注水、注入水蒸氣、注入氮?dú)獾茸枞蓟蛘卟恢嫉臍怏w(稱為熄爐介質(zhì))等方法。但是多數(shù)方法熄爐時(shí)間較長(zhǎng)，并需要大量的氣體循環(huán)注入以降溫，成本高昂。例如，現(xiàn)有技術(shù)一，專利201010103397 “用于煤層火災(zāi)治理的復(fù)合凝膠防滅火材料”，介紹了一種防治煤炭礦井火災(zāi)的復(fù)合凝膠防滅火材料，是由水玻璃基料、促凝劑、復(fù)合骨料和增稠劑材料組成。所添加的增稠劑可以增加膠體的稠度，并提高混合漿體的懸浮性。該復(fù)合凝膠制備工藝簡(jiǎn)單，易于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施應(yīng)用；形成的凝膠具有一定強(qiáng)度，能起到堵漏作用；原材料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉；產(chǎn)品無(wú)毒無(wú)害無(wú)味，不污染井下礦井，對(duì)人體無(wú)毒副作用。但是其只適用于礦井的堵漏和防滅火，如果用于地下氣化燃燒后的大空腔，其操作性不強(qiáng)，基本很難實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有技術(shù)二，專利200910015535 “地下氣化爐充氮滅爐方法”，該方法在地面安裝制氮機(jī)，制出的氮?dú)馔ㄟ^(guò)進(jìn)氣通道充入氣化爐內(nèi)，從而斷絕氣化爐氧氣進(jìn)行滅火，并在不斷地充入過(guò)程中，將爐內(nèi)熱量置換出來(lái)，從排氣管道排出地面進(jìn)行降溫。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，由于氮?dú)獠蝗紵恢迹梢云鸬綌嘌醯哪康?，而且在不斷地充入過(guò)程中將爐內(nèi)剩余熱量置換出來(lái)，使?fàn)t內(nèi)殘煤不再?gòu)?fù)燃，實(shí)現(xiàn)徹底滅爐。但由于地下氣化爐空腔體積較大，需要的氮?dú)廨^多，且使用過(guò)程中循環(huán)降溫，其經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差?，F(xiàn)有技術(shù)三，專利200910015541 (地下氣化爐噴霧滅爐方法)是在地面進(jìn)氣通道的進(jìn)氣孔口內(nèi)布置噴頭，噴頭連接在進(jìn)水管道上，邊向爐內(nèi)鼓風(fēng)邊噴水，風(fēng)流與水混合成水霧進(jìn)入氣化爐中，水霧遇熾熱氣化煤層被氣化形成蒸汽，從排氣通道排出，在上述過(guò)程進(jìn)行中，爐內(nèi)熱量不斷轉(zhuǎn)移給蒸汽，從而降低爐溫和置換出氧氣，達(dá)到滅爐目的。該發(fā)明滅爐方法簡(jiǎn)單，僅在孔口進(jìn)氣通道內(nèi)安裝上幾個(gè)噴頭即可，在爐中形成的蒸氣不助燃不燃燒，使?fàn)t內(nèi)熱量快速置換出來(lái)不再?gòu)?fù)燃，且使用水量極小，不會(huì)造成礦井透水威脅。但該方法噴頭下放過(guò)程復(fù)雜，可操作性差?，F(xiàn)有技術(shù)四，專利200910015542 “地下氣化爐蒸汽滅爐方法”，該方法是在地面布置蒸汽設(shè)備和蒸汽管道，蒸汽管道連接在原進(jìn)氣通道上，通過(guò)進(jìn)氣通道向氣化爐內(nèi)充入蒸汽，蒸汽遇爐內(nèi)高溫進(jìn)一步氣化反應(yīng)，從而斷絕氣化爐內(nèi)氧氣進(jìn)行滅火，在不斷充入過(guò)程中吸熱降溫，將爐內(nèi)熱量置換出來(lái)，從排氣通道排出地面進(jìn)行降溫，達(dá)到快速安全徹底滅爐的目的。該發(fā)明滅爐方法實(shí)現(xiàn)了徹底快速滅爐，而且不會(huì)受透水威脅的目的。但由于地下氣 化煤層較深，在蒸汽鼓入地下燃空區(qū)的過(guò)程中被冷卻，導(dǎo)致進(jìn)入燃空區(qū)的蒸汽基本變成水，其只對(duì)部分區(qū)域的冷卻效果較好，但生產(chǎn)蒸汽的能耗卻較大，因此經(jīng)濟(jì)性和滅爐效果均相對(duì)較差。現(xiàn)有技術(shù)五，專利200910015540 “地下氣化爐綜合滅爐方法”，該方法首先采用蒸汽滅爐熄火，然后用噴水霧進(jìn)行空氣降溫，最后采用注漿法用注漿材料封閉地下氣化爐所有進(jìn)出氣通道，使地下氣化爐與大氣隔絕。該發(fā)明的綜合滅爐方法，比單一的滅爐方法快，因用水有限且全部轉(zhuǎn)化為蒸汽排出，不會(huì)造成礦井透水威脅。但該方法過(guò)程復(fù)雜，需要的附屬設(shè)備較多，操作性也相對(duì)比較差?，F(xiàn)有技術(shù)六，文獻(xiàn)“鶴煤五礦二 I煤自然發(fā)火原因分析與綜合防治技術(shù)”，“利用凝膠阻化劑防滅火技術(shù)處理井下高冒點(diǎn)煤炭自燃”，“淺談凝膠防滅火在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用”等，介紹了化學(xué)凝膠處理高溫點(diǎn)及堵漏技術(shù)、羅克休/馬麗散封閉技術(shù)、煤礦防滅火劑MEA與快速砌壘材料FSA聯(lián)合壓注封閉技術(shù)等煤礦地下火區(qū)自燃處理措施。但是這些措施都是針對(duì)礦井火災(zāi)預(yù)防和治理的，很難適用于地下氣化爐熄爐，基本不可實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有技術(shù)七，專利US20050011653A1 “PROCESS FOR EXTINGUISHMENT0FUNDERGR0UND COAL SEAM FIRES”提出一種利用地下火區(qū)本身熱量來(lái)加熱石灰石漿液，使得漿液受熱產(chǎn)生C02，進(jìn)而達(dá)到滅火的方法。該方法成本較低，實(shí)現(xiàn)也較容易，該方法采用的石灰石漿液滅火，其用量較大，雖然成本不高，但是很難與距離輸送口較遠(yuǎn)的火區(qū)充分接觸，適用于地下小范圍火區(qū)的滅火。現(xiàn)有技術(shù)八，專利US005909777A “METHOD AND APPARATUS FOR STOPPING THESPREAD OF A FH2E IN AN UNDERGROUND MINE”提出一種在煤礦下預(yù)制可移動(dòng)水管和噴嘴，以解決地下火災(zāi)發(fā)生時(shí)消防隊(duì)員很難進(jìn)入的問(wèn)題。該專利主要是針對(duì)煤礦生產(chǎn)中發(fā)生火災(zāi)或者廢礦井復(fù)燃的情況提出的一種解決方法，由于地下氣化爐很難有人下井操作，因此在地下氣化熄爐過(guò)程基本不具備可行性
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個(gè)缺陷。本發(fā)明提出一種煤炭地下氣化熄爐方法，其在地下氣化爐生命周期的后期，利用在熄爐氣體中添加堿金屬碳酸氫鹽、磷酸銨鹽等可以遇熱產(chǎn)生CO2等阻燃?xì)怏w的化學(xué)產(chǎn)品，達(dá)到加速地下氣化爐熄爐過(guò)程，控制熄爐時(shí)間的目的。這里的熄爐氣體一般是指向地下氣化爐內(nèi)注入的用于熄爐的氣體，例如水蒸氣、氮?dú)?、CO2等能夠阻燃或者不助燃的氣體。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種煤炭地下氣化熄爐方法，包括以下步驟利用煤炭地下氣化爐的原有進(jìn)出氣管路向地下氣化爐內(nèi)注入熄爐氣體；在注入熄爐氣體的過(guò)程中，向熄爐氣體中添加有助于熄爐的添加劑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述添加劑包括堿金屬碳酸氫鹽，優(yōu)選碳酸氫鈉。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述添加劑包括磷酸銨鹽。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，向熄爐氣體中添加添加劑的步驟包括在地下氣化爐的原有進(jìn)出氣管路上設(shè)置添加劑加入裝置，通過(guò)所述添加劑加入裝置將添加劑加入所述進(jìn)出氣管路中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述添加劑加入裝置中設(shè)置加壓槽，在注入熄爐氣體和加入添加劑的過(guò)程中，在使加壓槽中的氣體壓力大于通過(guò)進(jìn)出氣管路注入的熄爐氣體的壓力。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述添加劑加入裝置中設(shè)置攪拌器，用于攪拌添加劑加入裝置中的添加劑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，向熄爐氣體中添加添加劑的步驟包括設(shè)置與地下氣化爐的原有進(jìn)出氣管路連通的總管，在所述總管中設(shè)置添加劑預(yù)混裝置，將熄爐氣體注入添加劑預(yù)混裝置中，與添加劑預(yù)混裝置中的添加劑預(yù)先混合，然后分別通過(guò)各進(jìn)出氣管路將混合后的熄爐氣體和添加劑輸送入地下氣化爐中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)多個(gè)進(jìn)出氣管路依次向氣化爐內(nèi)注入熄爐氣體和添加劑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)多個(gè)進(jìn)出氣管路同時(shí)向氣化爐內(nèi)注入熄爐氣體和添加劑。本發(fā)明的地下氣化熄爐方法，通過(guò)加入添加劑，能夠加速熄爐過(guò)程，減少熄爐氣體用量，節(jié)約熄爐氣體成本。并且，能夠利用原有進(jìn)出氣管路，不需要添加過(guò)多復(fù)雜的設(shè)備，易于實(shí)施。


圖I示出了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的煤炭地下氣化熄爐方法的設(shè)備的示意圖。圖2示出了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的煤炭地下氣化熄爐方法的設(shè)備的示意圖。圖3示出了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的煤炭地下氣化熄爐方法的設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭地下氣化過(guò)程的快速或者可控熄爐。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為利用煤炭地下氣化爐的原有進(jìn)出氣管路向地下氣化爐內(nèi)注入熄爐氣體(一般為水蒸氣、氮?dú)狻O2或者水霧噴淋等)；在注入熄爐氣體的過(guò)程中，向熄爐氣體中添加有助于熄爐的添加劑。添加劑例如為堿金屬碳酸氫鹽、磷酸銨鹽等可以遇熱產(chǎn)生C02、H2O等阻燃或不助燃?xì)怏w的化學(xué)產(chǎn)品。堿金屬碳酸氫鹽、磷酸銨鹽是滅火器中常見(jiàn)的阻燃物質(zhì)，無(wú)毒，所以進(jìn)入燃空區(qū)后不會(huì)對(duì)地下水造成污染。在注入熄爐氣體的過(guò)程中，添加劑被攜帶入地下氣化爐中，與氣化爐內(nèi)高溫火區(qū)接觸，達(dá)到加速滅爐的效果。并且，注入的堿金屬碳酸氫鹽、磷酸銨鹽等的粉末能夠吸附在燃空區(qū)表面或者熔融后凝固在表面，一定程度上阻止了地下水的涌入，關(guān)少透水威脅。加入的堿金屬碳酸氫鹽、磷酸銨鹽，如碳酸氫鈉干粉、改性鈉鹽干粉、磷酸二氫銨干粉、磷酸氫二銨干粉、磷酸干粉等，主要通過(guò)在熄爐氣體的攜帶下與火焰接觸、混合時(shí)發(fā) 生的物理、化學(xué)作用滅火。即，第一，堿金屬碳酸氫鹽、磷酸銨鹽等的揮發(fā)性分解物，包括水和二氧化碳，發(fā)生吸熱反應(yīng)使燃燒所需要的熱量不足，從而抑制燃燒；第二，產(chǎn)生的大量的二氧化碳使氧氣濃度降低迫使燃燒中斷；第三，堿金屬碳酸氫鹽、磷酸銨鹽等的粉末落到可燃物表面上，并在高溫作用熔融后(270°C)形成一層覆蓋層，從而隔絕氧窒息滅火?？紤]到經(jīng)濟(jì)性，添加劑優(yōu)選碳酸氫鈉，由進(jìn)出氣管路鼓入的熄爐氣體優(yōu)選為純度在98%以上的氮?dú)?。以下以碳酸氫鈉為例說(shuō)明添加劑在煤炭地下氣化爐內(nèi)所發(fā)生的化學(xué)和物理作用。碳酸氫鈉在50°C開(kāi)始緩慢分解，在270°C迅速分解，產(chǎn)生CO2、水和碳酸鈉，反應(yīng)方程式為2NaHC03 = = Na2C03+H20+C02其中水和二氧化碳都能與煤炭中的碳發(fā)生吸熱反應(yīng)，降低火區(qū)溫度，從而抑制煤炭的燃燒。產(chǎn)生的大量的二氧化碳使氧氣濃度降低迫使燃燒中斷。碳酸氫鈉的粉末落到可燃物表面上，并在高溫作用熔融后形成一層覆蓋層，從而隔絕氧窒息滅火?？梢砸訡02作為熄爐的主要控制指標(biāo)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50193-93規(guī)定，煤氣和天然氣滅火，二氧化碳濃度為37%。參照該標(biāo)注，檢測(cè)出口氣體組分(主要為氮?dú)夂投趸?，當(dāng)二氧化碳濃度大于37%可認(rèn)為基本達(dá)到了熄爐目的；隨后監(jiān)控出氣孔氣體溫度，待出口氣體溫度降至90°C以下時(shí)，說(shuō)明氣化爐內(nèi)溫度降至燃點(diǎn)以下，熄爐成功。然后封閉出口，繼續(xù)鼓入過(guò)量熄爐氣體，待氣化爐內(nèi)壓力達(dá)到0. 5MPa時(shí)，密閉各進(jìn)出氣口，熄爐完成。實(shí)踐中，氣化后期的燃空區(qū)的體積可以估算出來(lái)，從而可獲得所需要的二氧化碳的量，進(jìn)而獲得需要通入的碳酸氫鈉的量。另外，通過(guò)控制通入氣體的流速，也可以對(duì)熄爐的時(shí)間進(jìn)行控制，從而使熄爐過(guò)程可控。例如，假設(shè)在地下氣化工藝末期，通過(guò)燃煤量反推出燃空區(qū)體積為1000m3，CO2濃度需要達(dá)到大約40%才能達(dá)到滅火的要求，因此計(jì)算得出需要CO2至少400m3，進(jìn)而得出至少需要碳酸氫鈉3000kg。考慮到損失問(wèn)題，需要碳酸氫鈉的量需要乘以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)I. 2即3600kgo根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，滅爐后期燃空區(qū)需保持約0. 5MPa，即需要鼓入常壓氮?dú)馐贵w積為IOOOm3的燃空區(qū)壓力達(dá)到0. 5MPa，則需要鼓入的常壓氮?dú)怏w積可由下述方法解得根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程即克拉伯龍方程(此計(jì)算中忽略產(chǎn)生的CO2) pV = nRT變換可得出P帶壓V燃空區(qū)=P常壓V常壓其中P常壓為常壓下氮?dú)鈮毫Γ籔帶壓為燃空區(qū)需要達(dá)到的壓力；V燃空區(qū)為燃空區(qū)體積即V常壓=(0. 5 X 1000)/0. I = 5000Nm3
在鼓入滅爐氣體和添加劑時(shí)建議氮?dú)夂吞妓釟溻c兩者的摩爾比為63 74，為增加滅爐速度可適當(dāng)增加氮?dú)饬魉俸推浔壤?。以下結(jié)合具體例子說(shuō)明本發(fā)明的熄爐方法。實(shí)施例I圖I示出了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的煤炭地下氣化熄爐方法的設(shè)備的示意圖。如圖I所示，典型的煤炭地下氣化爐包括分布在氣化爐區(qū)域的不同位置的若干進(jìn)出氣管路1、2和3、煤層4和燃空區(qū)5。進(jìn)出氣管路1、2和3從地面20經(jīng)由地層21延伸到煤層4中。在煤炭氣化過(guò)程中，進(jìn)出氣管路1、2和3可分別用作進(jìn)氣通道，用于通入促使煤層燃燒氣化的各種氣化劑，或出氣通道，用于排出煤層燃燒氣化后的氣體產(chǎn)物，或用于其它目的，例如作為觀測(cè)用通道。雖然圖I中示出了 3個(gè)進(jìn)出氣管路，但進(jìn)出氣管路的數(shù)量可以為更多個(gè)。在氣化過(guò)程中，隨著煤的燃燒在煤層中逐漸形成的燃空區(qū)5分別與進(jìn)出氣管路I、2和3連通。在煤炭地下氣化過(guò)程末期，隨著氣化爐運(yùn)行時(shí)間的持續(xù)，燃空區(qū)5擴(kuò)大，地下氣化爐中氣化強(qiáng)度下降，煤氣熱值降低，氣化可控性變?nèi)酰@時(shí)表示該地下氣化爐已經(jīng)近于氣化爐運(yùn)行的末期，需要對(duì)其進(jìn)行熄爐處理，以保證地下煤層不繼續(xù)燃燒，節(jié)省資源，也有利于地下環(huán)境中污染物和地層的穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)熄爐，如圖I所示，在原進(jìn)出氣管路1-3上設(shè)置添加劑加入裝置6。開(kāi)始熄爐時(shí)，通過(guò)進(jìn)出氣管路1-3向地下氣化爐內(nèi)注入熄爐氣體；在注入熄爐氣體的過(guò)程中，通過(guò)添加劑加入裝置6將添加劑8通過(guò)添加劑加入口 9注入進(jìn)出氣管路1-3中。從而，添加劑8被熄爐氣體攜帶并通過(guò)進(jìn)出氣管路1-3注入氣化爐的燃空區(qū)5內(nèi)，用于熄爐。添加劑8可以為為粉末狀碳酸氫鈉，通過(guò)進(jìn)出氣管路1-3注入的熄爐氣體可以為氮?dú)?。通常認(rèn)為CO2濃度達(dá)到40%左右滅火效果明顯，如前所述可計(jì)算得到氮?dú)夂吞妓釟溻c兩者的摩爾比例大約為63 74。因?yàn)橐刂茽t內(nèi)壓力，氮?dú)庖^(guò)量?？蛇x地，如圖I所示，可以在該添加劑加入裝置6上方設(shè)置加壓槽7，通過(guò)加壓槽7向添加劑加入裝置6中的添加劑8的上方注入加壓氣體。從而，通過(guò)使加壓槽7中的氣體壓力大于通過(guò)進(jìn)出氣管路1-3注入的熄爐氣體的壓力，使得通過(guò)進(jìn)出氣管路1-3注入的熄爐氣體易于將添加劑8攜帶至氣化爐的燃空區(qū)5內(nèi)，達(dá)到熄爐的目的。圖I中示出了在三個(gè)進(jìn)出氣管路1-3中分別設(shè)置有添加劑加入裝置6。因此，在熄爐過(guò)程中，可以通過(guò)3個(gè)進(jìn)出氣管路1、2、3按一定時(shí)間間隔依次向氣化爐內(nèi)注入熄爐氣體和添加劑，并可以循環(huán)作業(yè)；或者，也可以通過(guò)3個(gè)進(jìn)出氣管路1、2、3同時(shí)向氣化爐內(nèi)注入熄爐氣體和添加劑，以加速熄爐。為此，可以在各個(gè)進(jìn)出氣管路1、2、3中設(shè)置控制閥，以控制熄爐氣體和添加劑的注入。當(dāng)然，添加劑加入裝置6也可以僅設(shè)置在I個(gè)或任意多個(gè)進(jìn)
出氣管路上。在如上所述注入熄爐氣體和添加劑并持續(xù)一定時(shí)間后，監(jiān)控氣化爐出氣孔出口氣體的溫度，待出口氣體溫度降至90°C以下時(shí)，說(shuō)明氣化爐內(nèi)溫度降至燃點(diǎn)以下，熄爐成功。然后封閉出口，繼續(xù)鼓入過(guò)量熄爐氣體，待氣化爐內(nèi)壓力達(dá)到0. 5MPa時(shí)，密閉各進(jìn)出氣口，熄爐完成。這里，溫度和壓力的測(cè)量可以利用氣化爐原有的溫度測(cè)量裝置和壓力測(cè)量裝置。實(shí)施例I的添加劑加入裝置較簡(jiǎn)單，投入較小，易于實(shí)施。實(shí)施例2圖2示出了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的煤炭地下氣化熄爐方法的設(shè)備的示 意圖。實(shí)施例2的熄爐過(guò)程與實(shí)施例I基本相同。但是，在實(shí)施例2中，如圖2所示，在添加劑加入裝置6中設(shè)置有攪拌器15，用于攪拌添加劑加入裝置6中的添加劑8，以便于將添加劑通過(guò)添加劑加入口 9注入進(jìn)出氣管路中。具體地，攪拌器15包括旋轉(zhuǎn)軸11和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸11上的旋動(dòng)裝置10。通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸11，使旋動(dòng)裝置10攪動(dòng)添加劑，從而使添加劑通過(guò)添加劑加入口 9進(jìn)入進(jìn)出氣管路的過(guò)程更為順暢，不易發(fā)生堵塞，從而熄爐過(guò)程能夠穩(wěn)定進(jìn)行。實(shí)施例2的其它方面與實(shí)施例I相同，這里不再贅述。實(shí)施例3圖3示出了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的煤炭地下氣化熄爐方法的設(shè)備的示意圖。實(shí)施例3的熄爐過(guò)程與實(shí)施例I和2基本相同。不同之處在于，如圖3所示，代替實(shí)施例I和2的添加劑加入裝置6，根據(jù)實(shí)施例3，設(shè)置與地下氣化爐的原有進(jìn)出氣管路I、
2、3連通的總管18，在所述總管18中設(shè)置添加劑預(yù)混裝置16，將熄爐氣體注入添加劑預(yù)混裝置16中，與添加劑預(yù)混裝置16中的添加劑預(yù)先混合，然后將混合后的熄爐氣體和添加劑分別通過(guò)進(jìn)出氣管路1、2、3輸送入地下氣化爐中。具體而言，熄爐時(shí)首先熄爐氣體從熄爐氣體進(jìn)口 12進(jìn)入添加劑預(yù)混裝置16，在添加劑預(yù)混裝置16中將熄爐氣體和添加劑進(jìn)行混合，混合的熄爐氣體和添加劑分別進(jìn)入進(jìn)出氣管路1、2、3中，經(jīng)進(jìn)出氣管路1、2、3注入氣化爐的燃空區(qū)5中，用于熄爐?？蛇x地，可以在各個(gè)進(jìn)出氣管路1、2、3中設(shè)置控制閥14，從而可以控制混合的熄爐氣體和添加劑依次進(jìn)入進(jìn)出氣管路1、2、3或同時(shí)進(jìn)入進(jìn)出氣管路1、2、3。根據(jù)實(shí)施例3，只需要一個(gè)預(yù)混裝置，熄爐設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單。實(shí)施例3的其它方面與第I和第2實(shí)施例相同，這里不再贅述。如上所述，本發(fā)明提供通過(guò)一種相對(duì)簡(jiǎn)單、易于實(shí)施的煤炭地下氣化熄爐方法，通過(guò)在熄爐過(guò)程中在熄爐氣體進(jìn)入地下時(shí)加入適量的添加劑(堿金屬碳酸氫鹽、磷酸銨鹽等)，使得熄爐過(guò)程加速，從而達(dá)到控制熄爐時(shí)間的目的。并且，本發(fā)明的熄爐方法不會(huì)對(duì)地下造成污染，成本相對(duì)較低。以上說(shuō)明了本發(fā)明的若干示例性實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，在不偏離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的情況下，可以對(duì)實(shí)施例進(jìn)行各種變更。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種煤炭地下氣化熄爐方法，包括以下步驟 利用煤炭地下氣化爐的原有進(jìn)出氣管路向地下氣化爐內(nèi)注入熄爐氣體； 在注入熄爐氣體的過(guò)程中，向熄爐氣體中添加有助于熄爐的添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤炭地下氣化爐熄爐方法，其中，所述添加劑包括堿金屬碳酸氫鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤炭地下氣化爐熄爐方法，其中，所述添加劑包括磷酸銨鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤炭地下氣化爐熄爐方法，其中，所述添加劑包括碳酸氫鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤炭地下氣化爐熄爐方法，其中，向熄爐氣體中添加添加劑的步驟包括在地下氣化爐的原有進(jìn)出氣管路上設(shè)置添加劑加入裝置，通過(guò)所述添加劑加入裝置將添加劑加入所述進(jìn)出氣管路中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤炭地下氣化爐熄爐方法，其中，在所述添加劑加入裝置中設(shè)置加壓槽，在注入熄爐氣體和加入添加劑的過(guò)程中，使加壓槽中的氣體壓力大于通過(guò)進(jìn)出氣管路注入的熄爐氣體的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤炭地下氣化爐熄爐方法，其中，在所述添加劑加入裝置中設(shè)置攪拌器，用于攪拌添加劑加入裝置中的添加劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤炭地下氣化爐熄爐方法，其中，向熄爐氣體中添加添加劑的步驟包括設(shè)置與地下氣化爐的原有進(jìn)出氣管路連通的總管，在所述總管中設(shè)置添加劑預(yù)混裝置，將熄爐氣體注入添加劑預(yù)混裝置中以與添加劑預(yù)混裝置中的添加劑預(yù)先混合，然后分別通過(guò)各進(jìn)出氣管路將混合后的熄爐氣體和添加劑輸送入地下氣化爐中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的煤炭地下氣化爐熄爐方法，其中，通過(guò)多個(gè)進(jìn)出氣管路依次向氣化爐內(nèi)注入熄爐氣體和添加劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的煤炭地下氣化爐熄爐方法，其中，通過(guò)多個(gè)進(jìn)出氣管路同時(shí)向氣化爐內(nèi)注入熄爐氣體和添加劑。
全文摘要
本發(fā)明提出一種煤炭地下氣化熄爐方法，其在地下氣化爐生命周期的后期，利用在熄爐氣體中添加堿金屬碳酸氫鹽、磷酸銨鹽等可以遇熱產(chǎn)生CO2等阻燃?xì)怏w的化學(xué)產(chǎn)品，達(dá)到加速地下氣化爐熄爐過(guò)程，控制熄爐時(shí)間的目的。該方法不需要外加過(guò)多設(shè)備，成本低，易于實(shí)施。
文檔編號(hào)E21B43/295GK102748002SQ20121026057
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者劉洪濤, 姚凱, 王媛媛 申請(qǐng)人:新奧氣化采煤有限公司