[发明专利]一种煤炭地下气化工艺

摘要

本发明公开了一种煤炭地下气化工艺，具体为：①设置若干竖井及其连接通道；②选择两个竖井作为进、出气井，点燃进气井下煤层，形成地下气化炉；③回收CO₂，将其与氧气混合后输入到气化炉，调节O₂的比例将燃烧区温度控制在600℃－1300℃；④出现燃空区后，利用CO₂置换出燃空区吸附的O₂、CO、H₂和CH₄，同时使CO₂与残余碳进行还原反应；⑤待进气井和相邻竖井之间完全形成燃空区后，将相邻竖井作为第二进气井输入混合气，并在燃空区内沉降CO₂；⑥待第二进气井和相邻竖井之间完全形成新燃空区后，将该相邻竖井作为第三进气井输入混合气，置换新燃空区的O₂、CO、H₂和CH₄并沉降CO₂；如此循环。本工艺不但可减少CO₂的排放，而且减少能源消耗，提高资源利用率。

主权项

1.一种煤炭地下气化工艺，具体为：(1)间隔设置若干个由地面钻至地下煤层的竖井，在地下煤层中挖掘依次连通各竖井的连接通道；(2)首先，将位于连接通道一端的竖井作为第一进气井，选择其他任一竖井作为出气井，封闭其余竖井；然后，向第一进气井输入氧气或空气，点燃第一进气井下的煤层，使得氧气与地下燃烧区中的碳发生反应：C+O2→CO2+393kj/mol2C+O2→2CO+231.4kj/mol直至地下煤层燃烧区的温度上升至600℃以上，形成从第一出气井处燃起，沿连接通道向出气井方向燃进的地下气化炉；(3)从出气井回收地下气化炉产生的CO2，将其与氧气混合，控制混合气中CO2的体积比为0-60％，并将混合气作为气化剂通过第一进气井输入到地下气化炉，通过调节气化剂中O2的比例将燃烧区的温度控制在600℃-1300℃范围内，在燃烧区中，CO2与碳发生还原反应：CO2+C→2CO(4)在地下气化炉持续燃烧一段时间并出现燃空区后，随着燃空区的逐步扩大，逐步提高输入到第一进气井的混合气中CO2的浓度，利用混合气中的CO2置换出燃空区气化残留物所吸附的O2、CO、H2和CH4，同时利用燃空区的余热使CO2与燃空区内的残余碳进行还原反应：CO2+C→2CO(5)待第一进气井和与其相邻的第二号竖井之间的煤层完全形成燃空区后，打开第二号竖井，将其作为第二进气井向地下气化炉输入混合气化剂，并同样选择位于气化炉另一侧的其他任一竖井作为出气井、封闭该侧的其余竖井，同时将输入第一进气井的混合气中的CO2 的比例提高至100％，继续利用CO2置换出燃空区气化残留物所吸附的O2、CO、H2和CH4，并利用CO2比重较大的特点，在燃空区内沉降CO2；(6)待第二进气井和与其相邻的第三号竖井之间的煤层完全形成新的燃空区后，逐步减少第一进气井的CO2输入量，直至关闭第一进气井，与此同时，打开第三号竖井，将其作为第三进气井向地下气化炉输入混合气化剂，同样选择位于气化炉另一侧的其他任一竖井作为出气井、封闭该侧的其余竖井，并且将输入第二进气井的混合气中的CO2的比例提高至100％，继续利用CO2置换出新燃空区气化残留物所吸附的O2、CO、H2和CH4，并在新的燃空区内沉降CO2；如此循环，直至地下气化炉燃进到连接通道另一端，并气化完毕。