[发明专利]用于煤炭地下气化工艺的地下气化炉停车及燃空区复原处理方法

摘要

本发明涉及一种地下气化炉停车及燃空区复原处理方法，该方法包括：a）切断氧化剂的注入；b）氮气吹扫；c）氧化剂注入设备移除；d）定点注入冷却剂进行停车灭火；e）终止燃空区内化学反应等步骤，本发明的地下气化炉停车和后续处理方法有以下优点：采用少量空分副产品氮气对整个系统进行吹扫，防止停车阶段氧化剂的泄漏造成复燃以及回烧造成设备损毁问题；注入少量冷却剂或空分副产品氮气对气化炉燃烧区进行定点快速灭火，无需大量气体连续循环注入，有效地降低了运营成本；综合考虑了煤层顶/底板和上覆/下伏岩层的地质结构和条件，避免了停车阶段的各种地质灾害和二次污染问题。

主权项

1.一种用于煤炭地下气化工艺的地下气化炉停车及燃空区复原处理方法，所述地下气化炉包括至少一个注入井、一个产品井和燃空区，其特征在于，所述方法包括如下步骤：a）当地下仪表监控系统显示地下气化过程已达到设计位置时，控制系统自动切断氧化剂的注入；b）采用高压氮气吹扫整个氧化剂注入设备，将残留在氧化剂注入设备内的氧化剂全部移除；c）通过连续油管卷轴和井口控制设备将氧化剂注入设备拉回并移出注入井，回撤过程中保持冷却剂的注入，防止燃烧区的高温回烧损坏氧化剂注入设备；d）移出氧化剂注入设备后，继续通过注入井注入冷却剂或/和氮气对靠近注入井底部位置的气化炉高温燃烧区进行停车灭火；e）当高温燃烧区温度降低到500℃以下，且产品井出口处产品气组分中一氧化碳的含量低于0.1mol%时，燃空区内燃烧和气化反应停止；f）对于煤层顶/底板或/和上覆/下伏岩层内含水层充足的情况，停止注入冷却剂或/和氮气，并关闭注入井；或者对于煤层顶/底板或/和上覆/下伏岩层内含水层缺乏的情况，继续通过注入井注入冷却剂或/和氮气；g）通过产品井出口处的控制阀逐渐降低气化炉操作压力，降低气化炉操作压力过程中确保产品井内的气流速率大于最小夹带速率，以将蒸汽吹扫和抽提后的污染物输送至地表处理；h）当高温燃烧区温度降低到350℃以下，地下煤层的热解反应停止，整个气化炉停车完成；i）连续重复步骤g，直至产品井温度低于100℃，结束蒸汽吹扫和抽提过程；j）蒸汽吹扫和抽提结束后，对燃空区抽水，进行水浸出处理，至产品井出口的工艺水各项指标符合工业排放标准或达到地下水初始基线标准；k）根据燃空区的地质情况，通过注入井注入固体废物对燃空区进行回填，或者通过将填充材料与经处理的工艺水混合成浆料注入燃空区；l）移除注入井和产品井内的所有可回收地下设备；m）通过注入井注入高压空气或氮气直至燃空区压力达到静水压；n）移除注入井和产品井的井口设备，并对其进行封井弃井处理；o）连续对项目现场所有监测井内的地下水质量进行检测和监控，预防和及时处理任何可能出现的环境问题。