Создание подземного газогенератора подземной газификации угля на участке I очереди Сыллахского месторождения Усмунского угленосного района
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
?ражающееся в снижении энергетического уровня процесса газификации. Чем меньше мощность угольного пласта, тем меньше вскрытая реакционная поверхность и тем больше потери тепла во вмещающие породы. Казалось бы, с уменьшением мощности угольного пласта необходимо уменьшать количество влаги в процессе газификации. В действительности наблюдается обратная картина. Так, на газогенераторах №2, 3, 6 и 9 содержание влаги в газе было на 100-150 г/м3 больше, чем на газогенераторах №5 и 5 аб (газогенератор 5в находится в других гидрогеологических условиях и в сравнении не принимается). Повышенная влажность газа, обусловленная большим количеством приточных вод, и явилась основной причиной весьма низкой теплоты сгорания газа на пластах средней мощности.
Из приведенных тепловых балансов следует, что потери тепла в окружающий массив на пласте средней мощности значительно выше. Относительные потери тепла на нагрев вмещающих пород изменяются почти пропорционально изменению мощности угольного пласта. Кроме того, в различных условиях на показатели процесса ПГУ существенно влияет водоприток в газогенератор и мощность газифицируемого угольного пласта. Определенное значение имеет также качество угля и интенсивность процесса газификации.
Для создания методов управления процессом ПГУ необходимо знать количественную взаимосвязь указанных параметров. Для этого было проанализировано свыше 200 различных режимов газификации более чем за 10-летний период эксплуатации газогенераторов Южно-Абинской станции "Подземгаз". Указанные режимы газификации включали, как правило, 10-20 дней работы газогенератора. Путем соответствующей группировки основных параметров процесса подземной газификации угольных пластов. Внутреннего (мощность 9 м) и V3 Внутреннего (мощность 2 м) определили искомые закономерности. При этом важное значение имел правильный выбор постоянных параметров процесса.
1.4.3 Мощность газифицируемых угольных пластов
Для подземной газификации углей, проводимой на угольных пластах разной мощности, характерно существенное различие в теплоте сгорания газа и химическом к.п.д.
Как правило, одновременно со снижением мощности угольных пластов снижается теплота сгорания газа ПГУ. Поэтому важно установить зависимость теплоты сгорания газа от мощности газифицируемого угольного пласта, так как знание этой зависимости позволяет оценить целесообразные границы применения способа ПГУ для отработки угольных пластов.
Для того чтобы выявить, как влияет мощность угольного пласта на теплоту сгорания газа, дополнительно были обработаны режимы газификации угольного пласта в Донбассе мощностью в 1 м. Это оказалось возможным в связи с тем, что технический и элементарный состав каменных углей Донбасса много отличается от состава углей Кузбасса.
Для пласта мощностью 1 м зависимость и была определена лишь для начального периода газификации, так как в дальнейшем газификацию проводили на дутье, обогащённом кислородом.
Уравнения имели вид:
(1.12)(1.13)
В связи с этим и для угольных пластов мощностью 2 и 8,5 м аналогичные зависимости были определены также для начального периода газификации:
(1.14)(1.15)(1.16)(1.17)
Совместное решение приведенных уравнений (1.12), (1.14), (1.15) и (1.13), (1.16), (1.17) позволило определить влияние мощности угольного пласта на теплоту сгорания газа при и .
Зависимость при изменении от 100 до 600 г/м3 и от 0 до 9 м была описана эмпирическим уравнением:
(1.18)
1.4.4 Химический состав газа подземной газификации угля
Изучить процесс химического реагирования в подземном газогенераторе чрезвычайно сложно, так как на процесс подземной газификации углей влияет большое число различных факторов. Поэтому закономерности изменения химического состава газа ПГУ целесообразно изучать в зависимости от изменения удельного водопритока в зоны газификации.
Прежде всего, следует исходить из специфических особенностей процесса подземной газификации углей, в частности, как процесса, осуществляемого на паровоздушном дутье. Поэтому существенное значение для подземной газификации углей имеет совместное протекание реакций Н2О + С и СО2 + С, которые определяют энергетический уровень процесса.
Согласно работе, суммарные скорости реакций СО2 + С и Н2О + С (протекающих отдельно) значительно зависят от начальных концентраций СО2 и Н2О. При высоких начальных концентрациях этих компонентов скорости обеих реакций практически одинаковы. При низких начальных концентрациях СО2 скорость образования СО начинает снижаться из-за торможения процесса разложения комплекса СхОу. При этом скорость восстановления Н2О почти не изменяется, оставаясь большой.
Интересно изучить процесс газообразования в подземном газогенераторе исходя из отмеченных особенностей основных восстановительных реакций. Рассмотрим изменение концентраций основных компонентов газа ПГУ по мере увеличения удельного водопритока в зоны газификации. Прежде всего обращает на себя внимание различный характер изменения концентраций СО и Н2 в газе.
По мере увеличения водопритоков, а следовательно, и концентрации Н2О в газовом потоке скорости обеих реакций становятся соизмеримыми.
При совместном протекании этих двух реакций газификации скорость реакции Н2О + С выше скорости реакции СО2 + С, поэтому в газе ПГУ, как правило, концентрация Н больше, чем концентрация СО. Низкая температура в зонах газификации при больших водопритоках определяет малые концентр