[发明专利]一种地下气化方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭气化领域，特别涉及一种地下气化方法及系统。

背景技术

煤炭地下气化就是将处于地下的煤进行可控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。地下气化炉是由进气井、气化通道、出气井及辅助监测井所组成，气化剂从进气井注入，在气化通道内与煤层发生复杂的热化学反应，生成的煤气沿气化通道和出气井输送至地面。

目前的地下气化炉在运行期间主要注重一次开采的煤炭采收，通常由于地下气化井下气化过程相对不易控制，由于煤层被气化采空后，煤层顶板易发生垮落现象，影响地下环境，因此，气化过程中需要在地下采空区设置相应的预留煤柱，用于地下气化完对采空区进行支护。这样导致了采空区会残留相当部分的煤资源无法开采，造成地下煤炭资源回采率较低。

发明内容

为了解决目前现有的地下气化炉一次气化开采后，残留的煤炭资源无法回采的技术问题，本发明提供一种地下气化方法和系统。

本发明提供了一种地下气化方法，用于对气化完毕的地下气化炉进行二次气化，包括：

步骤一，预定量的不可燃气体从所述地下气化炉的出气孔通入所述地下气化炉，然后将含氧气体从所述地下气化炉的出气孔通入所述地下气化炉生产煤气，所述煤气从所述地下气化炉的进气孔排出，采集所述地下气化炉的第一出气热值及所述煤气的第一含氧体积分数；

步骤二，在所述第一含氧体积分数不超过第一预定百分数，且所述第一出气热值下降的百分数达到第二预定百分数时，预定量的不可燃气体从所述地下气化炉的进气孔通入所述地下气化炉，然后将所述含氧气体从所述地下气化炉的进气孔通入所述地下气化炉生产煤气，所述煤气从所述地下气化炉的出气孔排出，采集所述地下气化炉的第二出气热值及所述煤气的第二含氧体积分数；

步骤三，在所述第二含氧体积分数不超过所述第一预定百分数，且所述第二出气热值下降的百分数达到所述第二预定百分数时，继续执行步骤一和步骤二，直至所述第一含氧体积分数或所述第二含氧体积分数超过所述第一预定百分数。

进一步地，所述第一预定值为1％；和/或，

所述第二预定百分数为10％-50％中任一百分数。

进一步地，所述第二预定百分数为30％。

进一步地，在所述步骤一之前还包括，排出所述地下气化炉内存气。

进一步地，所述进气孔为定向钻井，所述出气孔为垂直井；或，

所述进气孔为垂直井，所述出气孔为定向钻井。

进一步地，所述进气孔为第一垂直井，所述出气孔为第二垂直井；或，

所述进气孔由定向钻孔和第一垂直井组成，所述出气孔为第二垂直井。

进一步地，所述进气孔由第一垂直井和第二垂直井组成，所述出气孔为第三垂直井。

进一步地，所述第一含氧体积分数和所述第二含氧体积分数为所述地下气化炉生产的煤气经干燥后的煤气含氧体积分数。

本发明还提供一种地下气化系统，用于对气化完毕的地下气化炉进行二次气化，包括：

反风气化单元，其配置为，用于将含氧气体从所述地下气化炉的出气孔通入所述地下气化炉生产煤气，并将所述煤气从所述地下气化炉的进气孔排出；

第一采集单元，其配置为，用于采集反风气化单元工作情况下的所述地下气化炉的第一出气热值及所述煤气的第一含氧体积分数；

第一判断单元，其配置为，用于判断所述第一含氧体积分数是否不超过第一预定百分数，以及，所述第一出气热值下降的百分数是否达到第二预定百分数；

正风气化单元，其配置为，用于将预定量的不可燃气体从所述地下气化炉的进气孔通入所述地下气化炉，然后将所述含氧气体从所述地下气化炉的进气孔通入所述地下气化炉生产煤气，将所述煤气从所述地下气化炉的出气孔排出；

第二采集单元，其配置为，用于采集正风气化单元工作情况下的所述地下气化炉的第二出气热值及所述煤气的第二含氧体积分数；

第二判断单元，其配置为，用于判断所述第二含氧体积分数是否不超过第二预定百分数，以及，所述第二出气热值下降的百分数是否达到第一预定百分数；

控制单元，其配置为，用于将预定量的不可燃气体从所述地下气化炉的出气孔通入所述地下气化炉后继续执行步骤二和步骤三，直至所述第一含氧体积分数或所述第二含氧体积分数超过所述第一预定百分数。

进一步地，所述第一预定百分数为10％-50％中的百分数；和/或，

所述第二预定值为1％。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：