[实用新型]煤炭地下气化工艺中的物料平衡检测系统

说明书

本实用新型公开了煤炭地下气化工艺中的物料平衡检测系统，包括氧气体积流量计、压缩空气体积流量计、氧气在线远传压力表、氧气在线远传温度计、压缩空气在线远传压力表、压缩空气在线远传温度计、注入井、脱盐水注入系统、脱盐水流量计、煤炭地下气化炉、急冷水系统，产品井、粗气预处理单元、合成气体积流量计、合成气在线远传温度计、合成气在线远传压力表、合成气组分在线分析仪、凝结水储罐、急冷水体积流量计和煤焦油储罐。可以获得整个煤炭地下气化工艺的物料平衡，提高和控制煤炭地下气化的工艺性能。

技术领域

本实用新型涉及物料平衡检测系统领域，具体涉及煤炭地下气化工艺中的物料平衡检测系统。

背景技术

煤炭地下气化是以地下煤、氧化剂、水或水蒸汽为原料，通过原料注入井，进入地下煤层气化炉内，在地下气化炉内进行不完全燃烧，从而产生合成气，主要成分以CO、H2、CH4、CO2为主，经地下气化炉产品井和急冷系统输送至地面，含有大量水汽，经粗气处理单元处理后的净化合成气作为产品输出。

气化原理为一定压力和流量的氧化剂与水通过一定比例，经注入井送至地下气化炉煤层内，与煤进行不完全燃烧气化，产生粗合成气经产品井输送至地面，经净化单元处理后输出。

气化反应过程是氧气与煤粒接触在高温下进行的，它的反应历程包括：O2与煤接触、O2内扩散与碳原子接触反应、O2与碳发生气化反应、反应产物外扩散。影响气化反应速度的因素是很多的，虽然模型及理论很多，但原则性的基础是一样的，即氧气与碳进行的反应过程可视为氧气分子被吸附，氧与碳反应，反应气体扩散这几个过程。碳与氧之间反应可以生成CO2和CO，而CO2、CO与碳反应又可相互转化，氧与CO反应也可生成CO2，因此，这是包括众多反应的复杂反应。

煤炭地下气化工艺过程经过上述一系列反应后，煤层中的原煤燃烧转化为粗合成气输送到地面。煤层中的原煤被燃烧反应掉形成空腔，随着反应进一步推进，煤层燃烧形成的空腔进一步扩大，此时地下气化反应设备以及工艺条件随着燃烧空腔的扩大需要进一步调整，因此需要设计一种系统可准确判断地下煤层中参与反应消耗的煤量、地下涌水量及空腔等工艺参数，来实现以下煤炭地下气化工艺过程的技术评估。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供煤炭地下气化工艺中的物料平衡检测系统，可以获得整个煤炭地下气化工艺的物料平衡，提高和控制煤炭地下气化的工艺性能。

根据本实用新型实施例提供的技术方案，煤炭地下气化工艺中的物料平衡检测系统，包括氧气体积流量计、压缩空气体积流量计、氧气在线远传压力表、氧气在线远传温度计、压缩空气在线远传压力表、压缩空气在线远传温度计、注入井、脱盐水注入系统、脱盐水流量计、煤炭地下气化炉、急冷水系统，产品井、粗气预处理单元、合成气体积流量计、合成气在线远传温度计、合成气在线远传压力表、合成气组分在线分析仪、凝结水储罐、急冷水体积流量计和煤焦油储罐，所述注入井上安装有所述氧气体积流量计、所述压缩空气体积流量计、所述氧气在线远传压力表、所述氧气在线远传温度计、所述压缩空气在线远传压力表和压缩空气在线远传温度计，所述注入井的侧面连接有所述脱盐水注入系统，所述脱盐水注入系统上安装有所述脱盐水流量计，所述注入井的右下方连接有所述煤炭地下气化炉，所述煤炭地下气化炉的侧面连接有所述急冷水系统，所述急冷水系统与所述脱盐水注入系统之间连接有所述急冷水体积流量计，所述急冷水系统的上方连接有所述产品井，所述产品井的上方连接有所述粗气预处理单元，所述粗气预处理单元的左侧依次连接有所述煤焦油储罐和所述凝结水储罐，所述粗气预处理单元的上方依次连接有所述合成气组分在线分析仪、所述合成气在线远传压力表、所述合成气在线远传温度计和所述合成气体积流量计。

本实用新型中，所述注入井设有注入端口，所述产品井设有输出端口。

本实用新型中，所述粗气预处理单元包括气液分离设备和固液分离设备。

本实用新型中，所述凝结水储罐的结构和所述煤焦油储罐的结构均为卧式结构或立式结构中的一种，所述煤焦油储罐上和所述凝结水储罐上均安装有液位计。