Термодинамические основы газофикации угля
Рефераты >> Геодезия >> Термодинамические основы газофикации угля

При температуре угля около 200 °С происходит его тепловой пробой, т. е. он из диэлектрика переходит в проводник. В этом слу­чае на участке канала газификации, где температура превысила 200°С, уголь будет интенсивно нагреваться и превращаться в кокс, который является хорошим проводником. Это, в свою очередь, по­зволяет условно сблизить расстояние между электродами и тем самым интенсифицировать процесс электросбойки.

Отвод газов, образующихся при проходке канала газификации электросбойкой, производят через трубчатые электроды скважин.

Для повышения проницаемости канала газификации после элек­тросбойки в скважину истока подают воздушное дутье повышен­ного давления. В результате реагирования кислорода воздуха с раскаленным углем канала газификации увеличивается его пористость, что позволяет при ведении непосредственно процесса га­зификации значительно снизить давление дутья.

Скорость электросбойки канала газификации составляет 1,3 - 2 м/сут, расход электроэнергии на 1 м канала 300—380 кВт∙ч и воздуха 7000—7500 м3 при давлении его подачи (2—3)∙105 Па.

Себестоимость образования канала газификации электросбой­кой на 25—30% ниже, чем прожигом.

Проходка канала газификации бурением применяется сравни­тельно широко при отработке крутых пластов. Одной из основных трудностей при этом является управление движением забоя сква­жины. Задача заключается в том, чтобы скважина «пронизала» угольный пласт и не вышла во вмещающие породы на участке га­зификации. После окончания работ по проходке канала газифика­ции приступают собственно к газификации.

Технология и показатели подземной газификации угля.

Подземная газификация угля может вестись одним или не­сколькими параллельными каналами. Многоканальная газифика­ция может вестись параллельно пли последовательно. При много­канальной газификации перемещение огневого забоя от скважины к скважине осуществляют путем изменения количества дутья в ту или иную скважину. Огневой забой при этом перемещается в сто­рону, где количество дутья максимальное.

Выгазовывание пласта при подземной газификации угля проис­ходит в две стадии: первая стадия без обрушения кровли выгазованного пространства; вторая стадия — с обрушением. На первой стадии ширина выгазованного пространства сравнительно невели­ка и кровля, опираясь на пласт, находится в устойчивом состоя­нии. С увеличением ширины выгазованного пространства кровля прогибается и обрушается, заполняя выгазованное пространство. Обрушение кровли происходит не только в результате горного дав­ления, но и под действием температуры, когда породы расслаива­ются, растрескиваются, вспучиваются и оплавляются.

Выгазованное пространство заполняется не только обрушенны­ми породами, но и шлаками, образовавшимися в результате гази­фикации угля.

Существенную роль в подземной газификации угля играют под­земные воды. Расход тепла на испарение подземных вод изменяет­ся в широких пределах. На хорошо сдренированных участках он составляет 6—9%, а на неосушенных участках — до 30—40% тепла сгорания газифицируемого угля. Основной задачей дренажных ра­бот на участке подземной газификации является поддержание уровня подземных вод таким, который бы обеспечивал участие в процессе газификации необходимого количества воды.

В процессе подземной газификации угля необходимо осущест­влять контроль за ходом этого процесса с целью максимальной eго продуктивности и эффективности. Контроль сводится к измерению количества и давления воздушного дутья: определению состава и измерению количества, давления и температуры продуктивных газов, определению содержания и примесей газовых вод, измерению уровня подземных вод в выгазованном пространстве, подземном газогенераторе и дренажных скважинах. Кроме этого, ведется кон­троль за герметичностью затрубного пространства, за изменением сечения скважин, за состоянием земной поверхности, а также за исправностью конструкций наземной и подземной частей газогене­ратора.

Управление работой подземного газогенератора сводится к рас­пределению потоков дутья и газа по каналам газификации и свое­временному вводу в работу новых каналов газификации вместо отработанных.

Распределение дутьевых и газовых потоков необходимо произ­водить таким образом, чтобы обеспечить процесс газификации с возможно высоким химическим к. п. д. при минимальных потерях дутья и обеспечении количественных и качественных показателей по продуктивному газу.

Критерием для оценки необходимости изменения количества дутья является теплота сгорания и состав продуктивного газа на выходе из соответствующей газоотводящей скважины.

Параметры дутья выбираются такими, чтобы удельный его рас­ход Д, необходимый для выработки 1 м3 газа, удовлетворял сле­дующему соотношению:

Д=KNг / Nд (15.19)

где Nг и Nд — содержание азота в газе и в дутье соответственно; К—коэффициент, численное значение которого больше единицы, характеризует потери дутья при газификации.

Удельный расход дутья зависит от многих факторов геологиче­ского и технологического характера.

Одним из эффективных способов управления процессом газифи­кации угля является реверсирование направлений движения дутья и продуктивного газа. Этот прием используется в том случае, когда изменение интенсивности дутья не приводит к положительному ре­зультату.

Для обеспечения максимальной продуктивности и эффективно­сти процесса подземной газификации угля его необходимо осуще­ствлять при параллельной работе нескольких каналов.


Страница: