[发明专利]一种自持式富油煤原位热解系统及方法

说明书

本发明公开了一种自持式富油煤原位热解系统及方法，属于富油煤原位热解技术领域。该自持式富油煤原位热解系统包括高温高压氮气供应系统，用于提供高温高压的氮气；注入井，设于待热解富油煤层中，入口端与高温高压氮气供应系统的输出端连接；高温燃料电池堆，设于待热解富油煤层中，与所述注入井之间通过第一裂隙连通；生产井，设于待热解富油煤层中，与所述高温燃料电池堆之间通过第二裂隙连通；热解产物处理收集系统，与所述生产井的出口连接。本发明的自持式富油煤原位热解系统能够显著缩短原位热解周期、且整个系统能够实现自持运行，减少外部能量消耗、提升整体效益。

技术领域

本发明涉及富油煤原位热解技术领域，具体涉及一种自持式富油煤原位热解系统及方法。

背景技术

富油煤广义上是指焦油产率高于7％的煤炭。富油煤通过热解可以得到煤焦油、热解气以及半焦，是集煤、油、气属性为一体的煤炭资源。我国富油煤资源储量大，合理高效开发利用富油煤资源不仅能够在一定程度上缓解我国油气资源紧张的现状，减小原油对外依存度，而且能够助力我国“双碳”目标的实现。因此，加快推进富油煤向油气产品的工业转化是实现煤炭绿色低碳开发，增加我国油气供给的战略选择。

富油煤热解是实现其高效清洁利用的重要手段和组成部分，目前富油煤热解技术主要包括地上热解和原位热解两大类，相较于地上热解，原位热解是对富油煤“留碳取油”的重要方式，因其具有绿色低碳开发的巨大潜力等优势而具有广阔的应用前景。然而目前的原位热解技术普遍存在热解周期长、外部能量消耗大和整体效益较低等问题。因此，如何显著缩短原位热解周期、有效减少外部能量的消耗、提升整体效益成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种自持式富油煤原位热解系统及方法，能够显著缩短原位热解周期、减少外部能量消耗、提升能源的利用效率和系统的整体效益。

本发明提供了一种自持式富油煤原位热解系统，包括高温高压氮气供应系统，用于提供高温高压的氮气；

注入井，设于待热解富油煤层中，入口端与高温高压氮气供应系统的输出端连接；

高温燃料电池堆，设于待热解富油煤层中，与所述注入井之间通过第一裂隙连通；

生产井，设于待热解富油煤层中，与所述高温燃料电池堆之间通过第二裂隙连通；

热解产物处理收集系统，与所述生产井的出口连接。

较佳地，高温高压氮气供应系统包括储气罐、加热器、高温储气罐、第二增压装置和高温高压储气罐，所述储气罐的第一输出端与所述加热器的输入端连接，所述加热器的输出端与所述高温储气罐的输入端连接，所述高温储气罐的输出端与所述第二增压装置的第一输入端连接，所述第二增压装置的输出端与所述高温高压储气罐的输入端连接，所述高温高压储气罐的输出端与所述注入井的入口连接。

较佳地，所述注入井和高温燃料电池堆以生产井为中心呈六边形布置。高温燃料电池堆通过导线与电力系统控制柜连接。

较佳地，所述高温高压氮气供应系统还包括空气分离装置和第一增压装置，所述空气分离装置的氮气输出端与所述第一增压装置的第一输入端连接，所述空气分离装置的氧气输出端与所述高温燃料电池堆的阴极入口连接，所述第一增压装置的输出端与所述储气罐的输入端连接。

较佳地，所述储气罐的第二输出端与所述第二增压装置的第二输入端连接，所述储气罐的第一输出端与所述加热器的输入端之间设置有第一阀门，所述储气罐的第二输出端与所述第二增压装置的第二输入端之间设置有第二阀门。