[发明专利]一种富油煤地下直接热解提油系统

说明书

本发明公开了一种富油煤地下直接热解提油系统，包括吸波介质添加器、换热器、COsubgt;2/subgt;捕集装置、新能源发电系统和超级电容器储能系统。针对传统的富油煤开采利用方式具有较低的煤炭利用率、造成严重的环境污染，同时热传导和热对流的原位加热方式会产生明显的温度梯度，本发明采用微波加热，联合新能源发电系统和超级电容器发电系统对微波加热井供能，且在热解通道中通入携带强吸波介质的Nsubgt;2/subgt;，获得目标产物焦油后，剩余的合成气充分利用解气体产物和初始地块的余热并将其携带至下一地块继续参与反应。最后，将反应生成的COsubgt;2/subgt;封存至初始地块中，降低碳排放。该系统在富油煤原位微波热解过程中，充分利用了余热，提高了煤炭的出油率和资源利用率。

技术领域

本发明属于煤炭利用技术领域，具体涉及一种富油煤地下直接热解提油系统。

背景技术

煤炭是我国储量最为丰富的化石燃料，居民的日常生活及工业的迅速发展离不开煤炭的开采利用。然而，传统的利用方式一方面向环境中排放大量的CO、CO₂、NO_x等，造成严重的大气污染；另一方面，开采过程还会产生固体废物，不仅占用土地资源，甚至会释放有毒物质，导致一系列环境问题。因此，亟需开发一种清洁、高效的煤炭开采利用方式。

富油煤是焦油产率为7％～12％的煤炭类型，中国西部蕴藏丰富的富油煤资源，其中以陕西为代表，经探测估计拥有约129.1吨的富油煤储量。作为近年来引起广泛关注的新技术，地下原位热解通过对煤炭直接热解生成油气，提高了煤炭利用率、缓解了环境污染、且丰富了油气资源，是一种具有广泛应用价值的富油煤开采利用新途径。

电加热和蒸汽加热等是为大众熟知的典型地下加热方式。然而，这些技术的成本较高，且需严格考虑地下高温高压的反应条件。同时，热传导和热对流的加热技术使得升温速率慢，煤层间产生明显的温度梯度，不利于富油煤原位热解的精细化控制。

发明内容

针对上述现有问题，本发明提供了一种富油煤地下直接热解提油系统。通过在煤层中开挖若干注入井、生产井、微波加热井和水平井，并联合新能源发电系统和超级电容器储能系统对微波加热井进行供能，采用微波加热的方式实现富油煤地下原位热解；同时联合运行多个地块，充分利用解气体产物和初始地块的余热，并将反应生成的CO₂封存于初始地块中。整个过程实现了富油煤的地下原位微波热解产油，强化了传热，且对余热进行梯级利用，避免了热量浪费，提高了富油煤的开采利用率；同时对CO₂进行封存，减少了碳排放。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种富油煤地下直接热解提油系统，包括制N₂机、吸波介质添加器、换热器、气液分离装置、CO₂捕集装置和新能源发电系统；

在初始地块和当前地块开挖若干注入井、生产井和微波加热井，并在注入井和生产井之间开挖水平井，在水平井上开挖均匀小孔，注入压裂液进行非定向压裂，形成裂纹；

通过新能源发电系统用于对微波加热井进行供能，微波加热井用于发出微波并作用于周围富油煤煤层，产生大量热能，富油煤煤层发生原位热解，解气体产物沿生产井输出；

在当前地块，通过制N₂机制取N₂，送入吸波介质添加器携带上焦炭粉末，N₂气流沿注入井进入热解系统以强化热解，随后携热解气体产物从生产井一同输出；