[发明专利]深层及超厚层煤反式布井一注多采超临界燃烧气化制氢方法

说明书

本发明实施例提供一种深层及超厚层煤反式布井一注多采超临界燃烧气化制氢及燃料方法；所述深层及超厚层煤反式布井一注多采超临界燃烧气化制氢及燃料方法包括：在深层及超厚煤层中，布置注气井和采气井；在注入井井底进行爆破压力作业，使煤层在井底范围内存在缝隙，采出煤层中的煤层气；由注气井注入空气、氧气和蒸汽，保持地层压力在22.17兆帕以上；在井底点燃煤层，使得煤层温度达到578摄氏度以上；氧气与煤燃烧产生二氧化碳和热量；当燃烧反应结束后，氧气全部消耗，二氧化碳和煤在热量的作用下产生一氧化碳和氢气；通过采气井排出一氧化碳、氢气、甲烷。

技术领域

本发明涉及一种制氢方法，尤其涉及一种深层及超厚层煤反式布井一注多采超临界燃烧气化制氢及燃料方法。

背景技术

煤气化是煤炭转化的重要形式之一，它在各类生产过程中起着承前启后的作用。煤制化工合成原料气在煤化工中有着重要的地位。国内外正在把煤化工发展成为以煤炭气化为基础的c1化学工业，使煤化工由能源型转向化工型。煤气化制得的合成气(CO+H2)作为化学工业的基本原料，在与石油化工的竞争中不断发展和提高。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：受煤层和地质影响大，容易造成井井之间相互漏水窜气及地下各种装置工具由于高温变形和失灵无法操作等情况：气化后出来的气体组分不稳定，热值低等必须改变的问题、需要改变注入的气化剂种类与含量。

发明内容

本发明实施例提供一种深层及超厚层煤反式布井一注多采超临界热裂解燃烧气化制氢方法，采用整体超临界技术路线完井工艺路线，其具有气化后的气体成分稳定，采气井与注气井之间稳定等优点，并能实现地下气化工业化发展。

本发明实施例提供了一种深层及超厚层煤反式布井一注多采超临界燃烧气化制氢方法，所述深层及超厚层煤反式布井一注多采超临界热裂解燃烧气化制氢方法包括：

在深层及超厚煤层中，布置注气井和采气井；

在注入井井底进行爆燃定向作业，使煤层在井底范围内存在微裂缝隙，采出煤层中的煤层气；

由注气井注入空气、氧气和蒸汽，保持地层压力在22.17兆帕以上；

在井底点燃煤层，使得煤层温度达到385-900摄氏度范围内；采用自动蒸汽直喷调温的方法。

氧气与煤燃烧产生二氧化碳和热量，并达到高温状态；

当燃烧反应达到所需温度时，通过直喷蒸汽，氧气全部消耗，二氧化碳和煤在热量的作用下产生一氧化碳和氢气；

热量作用于干燥区的煤层，释放出煤层气；一氧化碳与氢气、二氧化碳和氢气反应产生甲烷；

通过采气井排出一氧化碳、氢气、甲烷、二氧化碳。

优选的，所述深层及超厚层煤反式布井一注多采超临界燃烧气化制氢技术方法适用于煤层埋深大于500米的地层。

优选的，所述深层及超厚层煤反式布井一注多采超临界燃烧气化制氢技术方法采用九点法布置井网，即由相邻的四口采气井构成正方形的四个角点，每个正方形的边上设置一口采气井，共八口采气井，边长为100米，正方形中心为注气井。

优选的，采用多个九点法布井形成的正方形结合形成矩形井网，相邻两个正方形共用一条边。

优选的，蒸汽的注入量达到设定要求通过如下公式计算：

根据公式Qr＝πr2h(Pc)(Tavg-Tr)

其中，Qr——蒸汽注入量，单位为吨，R——注入半径，单位为米，h——地层厚度，单位为米，Pc——注入强度，单位为MPa，Tavg——蒸汽带温度，单位为摄氏度，Tr——地层温度单位为摄氏度，π为圆周率。

优选的，Qr为800吨——1200吨。