Способ подземной газификации угля, преимущественно сернистого

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при газификации угля, преимущественно сернистого, и других горючих ископаемых на месте их залегания. Целью изобретения является повышение теплоты сгорания образующегося газа. Способ включает бурение дутьевых и газоотводящих скважин и создание канала газификации. В пласт подают металлический кальций и осуществляют розжиг пласта. После этого осуществляют подачу дутья и отвод образующегося газа. 2 табл.

йе?!У !

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 С 10 Х 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4236726/31-26 (22) 29.04.87 (46) 23.08.89. Бюл. У 31 (71) Стахановский филиал Коммунарского горно-металлургического института (72) Г.Ю.Балуконис, М.Г.Левертов и А.И.Мелешко (53) 622.278(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1392086, кл. С 10 J 5/00, 1986. (54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ

УГЛЯ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО СЕРНИСТОГО

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для бесшахтной разработки месторождений угля и других горючих ископаемых посредством их газификации на месте залегания.

Цель изобретения — повьппение теплоты сгорания образующегося газа.

Пример, Газификации подвергают угли с содержанием сульфидной серы 2,1-2,2Х. Для розжига пласта и создания очага горения в пласт вводят металлический кальций (20 г кальция на 1 кг угля), который при взаимодействии с сульфидными компонентами угля выделяет большое количество тепла. Выбор именно этого химреагента основан на том, что теплота образования сульфида кальция значительно превышает таковую для сульфидов железа, меди, свинца и цинка.

При этом теплоты выделяются тем бопь(57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при газификации угля, преимущественно сернистого, и других горючих ископаемых на месте их залегания.

Целью изобретения является повьппение теплоты сгорания образующегося газа.

Способ включает бурение дутьевых и газоотводящих скважин и создание канала газификации. В пласт подают металлический кальций и осуществляют розжиг пласта. После этого осуще- . ствляют подачу дутья и отвод образующегося газа. 2 табл. ше, чем меньше теплота образования перечисленных сульфидов. Теплоты образования сульфида кальция и сульфидов примесей в угольных пластах приведены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что термически наиболее эффективными являются реакции:

Са + CuS CaS + Cu (1) Са + Cu S CaS + 2Cu; (2)

Са + FeS CaS + Fe, (3) разница в теплотах. образования соответственно 103,7, 96,3 и

92,6 ккал/г-моль.

При избытке кальция над сульфидами образуются дополнительные количества СО и Н

Са + СО СаО + СО; (4)

Са + H O СаО + Н . (5) 1502605

Таблица 1

115,3

19,0

11,6

48,5

22,5

22,7

42,5

CaS

Cu2S

CuS

ZnS

PbS

FeS

УеБ

40 лота сгорания.

Таблица 2

Состав газа, об.Х

1 !

Химреагент

СО, О, СО Н, СН, N SO

Без химреагента

Нафтенат Al

Кальций

10,5 0,3 22,0 13,0 0,5 50,0 3,4

5,6 0,2 23,0 18,0 0,2 49,5 3,5

4,7 — 26,0 33,2 0,1 34,9 1,1 угольные пласты часто содержат воды повышенной кислотностн. Это приводит к реакциям нейтрализации с выделением водорода

Са + 2Н Са + Н . (6) Реакции (4)-(6) экзотермичны, тем не менее они повышают теплоту сгорания образующегося газа.

Реакция между кальцием и сульфидами железа, меди, свинца и цинка начинаются при температурах порядка

800-1000 С, поэтому для их инициирования необходимо использовать запальные смеси, которые состоят из тонких порошков состава: ЗА1 + KC10> °

2А1 + ЗВаО, 2Al + Fe<0> и т,п, Можно испольэовать также порошковую смесь, состоящую иэ 12Х магния и 88Х

ВаО . Поджигают смесь электровоспламенителем, магниевой лентой или бикфордовым шнуром.

После розжига пласта и создания очага горения процесс газификации осуществляют обычным способом, т.е. путем подачи дутья в дутьевые скважины и отводом образующегося rasa через гаэоотводящие, Температура реакции металлического кальция с сульфидами железа, меди, свинца и цинка достигает

2000 С и выше. При наличии в угольной массе 4Х общей серы (не менее

2Х сульфндной серы) и 2-3Х металлического кальция температура в зоне реакции достигает 1300-1500 С. Также необходимо отметить, что образующийся сульфид кальция (CaS) остается в пласте в твердой фазе, благодаря чему содержание окислов серы в полученном газе значительно снижается и соответственно улучшается качество газа и повышается его тепВ табл. 2 приведены составы газов, полученных при газификации серуглей (Sosu - 3,9X, S, рнА =

2,1Х) без добавления химреат ентов, с добавлением нафтената А1 (по известному способу) и согласно изобретению с добавлением металлического кальция .

Теплотворная способность генераторных газов составила: без применения химреагентов 7,1, при использовании известного способа 8,2, при использовании кальция 11,6 МДж/м

Э

Формулаиэобретения

Способ подземной газификации угля, преимущественно сернистого, вклю20 чающий бурение дутьевых и гаэоотводящих скважин, создание канала газификации, подачу в пласт химических реагентов, розжиг пласта, подачу дутья и отвод образующегося газа, о т—

25 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения теплоты сгорания образующегося rasa, в качестве химического реагента используют металлический кальций. о

Сульфид Н з, ккал/г-моль