RU2539055C1 - Coal gasification complex - Google Patents
Coal gasification complex Download PDFInfo
- Publication number
- RU2539055C1 RU2539055C1 RU2013154809/03A RU2013154809A RU2539055C1 RU 2539055 C1 RU2539055 C1 RU 2539055C1 RU 2013154809/03 A RU2013154809/03 A RU 2013154809/03A RU 2013154809 A RU2013154809 A RU 2013154809A RU 2539055 C1 RU2539055 C1 RU 2539055C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- pipe
- interconnected
- gas
- spiral
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной газификации угля, а также утилизации углеродсодержащих твердых отходов.The invention relates to mining and can be used in underground gasification of coal, as well as the disposal of carbon-containing solid waste.
Известен комплекс для газификации угля, включающий подземный газогенератор, содержащий систему подающих скважин и отводящих скважин, средство сортировки твердых отходов и средство подготовки углеродсодержащих твердых отходов к газификации, средство их дезинтеграции, средство подготовки дутья в смеси с подготовленными углеродсодержащими твердыми отходами (см. RU №2069591, МПК B09B 3/00, E21B 43/295, 1996).A known complex for coal gasification, including an underground gas generator containing a system of supply wells and outlet wells, a means for sorting solid waste and a means for preparing carbon-containing solid waste for gasification, a means for their disintegration, a means for preparing blast mixed with prepared carbon-containing solid waste (see RU No. 2069591, IPC B09B 3/00, E21B 43/295, 1996).
Недостатком этого технического решения является снижение качества исходящих газов - продуктов газификации по теплотворной способности, а также снижение производительности подземного газогенератора как «утилизатора отходов» до уровня, обеспечивающего устойчивость режима газификации (исключающего подавление этого процесса отходами, в том числе и увлажненными, подаваемыми в газогенератор).The disadvantage of this technical solution is a decrease in the quality of the outgoing gases - gasification products by calorific value, as well as a decrease in the productivity of the underground gas generator as a "waste utilizer" to a level that ensures the stability of the gasification regime (eliminating the suppression of this process by the waste, including humidified, supplied to the gas generator )
В качестве ближайшего аналога принят комплекс для газификации угля, включающий подземный газогенератор, содержащий систему подающих и отводящих скважин, снабженных обсадной и газоотводящей трубами, в зазоре между которыми размещено парогенерирующее обрудование, выполненное с возможностью утилизации тепла исходящих газов, сообщенное с источником воды, а также смонтированные на поверхности блок очистки исходящих газов, выполненный с возможностью отбора CO2, энергетический блок, содержащий газовую и паровую турбины, снабженные электрогенераторами, средство утилизации CO2, при этом подающая скважина сообщена с источником пара и кислорода (см. SU №1800010, МПК E21B 43/295, 1993).As the closest analogue, a complex was adopted for coal gasification, including an underground gas generator containing a system of supply and discharge wells equipped with casing and gas pipes, in the gap between which there is a steam generating equipment made with the possibility of utilizing heat from the outgoing gases, communicated with the water source, and mounted on the surface of the outgoing gas purification unit operative to selection CO 2, the power unit comprising a gas and a steam turbine provided with electro for generators, means for disposing CO 2, wherein the supply hole communicates with a source of steam and oxygen (see. SU №1800010, IPC E21B 43/295, 1993).
Недостаток ближайшего аналога - недостаточно эффективное использование тепла, генерируемого в процессе газификации, в т.ч. из-за параметров получаемого пара. При этом эффективность работы паровой турбины вызывает сомнения, поскольку параметры подаваемого на нее пара (по температуре и давлению) не могут быть высокими. Кроме того, структура комплекса громоздка в связи с необходимостью получения широкого круга промежуточных материалов, наличием нескольких компрессорных установок и т.п.The disadvantage of the closest analogue is the insufficiently efficient use of heat generated during gasification, including due to the parameters of the resulting steam. The efficiency of the steam turbine is doubtful, since the parameters of the steam supplied to it (in temperature and pressure) cannot be high. In addition, the structure of the complex is cumbersome due to the need to obtain a wide range of intermediate materials, the presence of several compressor units, etc.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение эффективности использования тепла, генерируемого в процессе газификации, и упрощение структуры комплекса.The problem to which the invention is directed is to increase the efficiency of using the heat generated in the gasification process and simplify the structure of the complex.
Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении эффективной утилизации тепла исходящих газов в верхней части газоотводящей трубы при получении перегретого пара с параметрами, оптимальными для использования в паровых турбинах с противодавлением. Таким образом обеспечивается возможность получения пара с максимально высокой (порядка 260°C), а газа подземной газификаторной установки (далее - ПГУ) - с максимально низкой (ограниченной точкой росы газа ПГУ - порядка 210-220°C) температурой, поскольку образующийся при охлаждении газа ПГУ конденсат содержит такие агрессивные компоненты, как фенолы, аммиак, кислоты, смолы, концентрация которых зависит, главным образом, от состава угля. Конденсат отрицательно влияет на срок службы металлических труб скважин и трубопроводов, поэтому исключение его образования способствует продлению сроков эксплуатации оборудования.The technical result that manifests itself in solving the problem is expressed in ensuring efficient utilization of heat of the exhaust gases in the upper part of the exhaust pipe upon receipt of superheated steam with parameters optimal for use in backpressure steam turbines. Thus, it is possible to produce steam with the highest possible temperature (about 260 ° C), and the gas of the underground gasification plant (hereinafter - CCGT) with the lowest possible temperature (limited by the dew point of the CCGT gas - about 210-220 ° C), as it forms during cooling CCGT gas condensate contains such aggressive components as phenols, ammonia, acids, resins, the concentration of which depends mainly on the composition of coal. Condensate adversely affects the service life of metal pipes in wells and pipelines, therefore, the exclusion of its formation helps to extend the life of the equipment.
Поставленная задача решается тем, что комплекс для газификации угля, включающий подземный газогенератор, содержащий систему подающих и отводящих скважин, снабженных обсадной и газоотводящей трубами, в зазоре между которыми размещено парогенерирующее обрудование, выполненное с возможностью утилизации тепла исходящих газов, сообщенное с источником воды, а также смонтированные на поверхности блок очистки исходящих газов, выполненный с возможностью отбора CO2, энергетический блок, содержащий газовую и паровую турбины, снабженные электрогенераторами, средство утилизации CO2, при этом подающая скважина сообщена с источником пара и кислорода, отличающийся тем, что отводящая скважина размещена в центре газифицируемого участка угля, а подающие скважины размещены вокруг нее, по периферии газифицируемого участка угля, при этом парогенерирующее обрудование включает два спиральных трубопровода, обвитых вокруг газоотводящей трубы, первый из которых выполнен на ее верхнем участке, предпочтительно примыкающем к поверхности, а второй выполнен ниже первого, причем приемное отверстие первого спирального трубопровода сообщено с источником воды, а его выпускное отверстие, расположенное на его нижнем конце, сообщено соединительным трубопроводом с приемным отверстием второго спирального трубопровода, размещенным в его нижней точке, предпочтительно у нижнего торца затрубного участка, кроме того, в качестве паровой турбины использована паровая турбина с противодавлением, при этом выпускное отверстие второго спирального трубопровода, размещенное в его верхней точке, сообщено с паровой турбиной посредством паропровода, причем выход паровой турбины через узел приготовления дутья сообщен с подающей скважиной, которая дополнительно сообщена с паропроводом через обводной паропровод, выполненный с возможностью регулируемого отбора части пара из паропровода, причем обводной паропровод пропущен через узел приготовления дутья с возможностью эжектирования его содержимого, кроме того, на поверхности размещен узел сушки углеродсодержащих твердых отходов, сообщенный с их дезинтегратором, выход которого сообщен с узлом приготовления дутья, кроме того, в качестве средства утилизации CO2 использована линия по производству углекислоты или накопитель углекислоты, выполненный с возможностью ее регулируемого сброса в узел приготовления дутья. Кроме того, выход газовой турбины сообщен со входом блока очистки исходящих газов. Кроме того, узел сушки углеродсодержащих твердых отходов выполнен с возможностью утилизации тепла исходящих газов газовой турбины и/или исходящего пара паровой турбины.The problem is solved in that the complex for gasification of coal, including an underground gas generator, containing a system of supply and outlet wells equipped with casing and gas pipes, in the gap between which is placed steam generating equipment made with the possibility of utilizing heat from the outgoing gases in communication with the water source, and also mounted on the surface is an exhaust gas purification unit configured to take CO 2 , an energy unit comprising gas and steam turbines equipped with electric generators, means of utilization of CO 2 , while the supply well is in communication with a source of steam and oxygen, characterized in that the discharge well is located in the center of the gasified area of coal, and the supply wells are placed around it, on the periphery of the gasified area of coal, while the steam generating equipment includes two spiral piping entwined around the exhaust pipe, the first of which is made in its upper section, preferably adjacent to the surface, and the second is made lower than the first, the receiving opening the first spiral pipe is communicated with a water source, and its outlet located at its lower end is communicated by a connecting pipe with a receiving hole of the second spiral pipe located at its lower point, preferably at the lower end of the annular section, in addition, as a steam turbine a backpressure steam turbine is used, while the outlet of the second spiral pipe located at its upper point is in communication with the steam turbine by means of a steam pipe yes, moreover, the output of the steam turbine through the blast preparation unit is in communication with the supply well, which is additionally connected to the steam line through the bypass steam line, configured to selectively take part of the steam from the steam line, and the bypass steam line is passed through the blast preparation unit with the possibility of ejecting its contents; , on the surface there is a drying unit for carbon-containing solid waste, communicated with their disintegrator, the output of which is communicated with the blast preparation unit, in addition to As a means of CO 2 utilization, a carbon dioxide production line or a carbon dioxide storage unit is used, made with the possibility of its controlled discharge to the blast preparation unit. In addition, the output of the gas turbine is in communication with the input of the exhaust gas purification unit. In addition, the carbon-containing solid waste drying unit is configured to recover heat from the exhaust gases of the gas turbine and / or the exhaust steam of the steam turbine.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».A comparative analysis of the features of the claimed solution with the signs of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.The features of the characterizing part of the claims provide the solution to the following functional problems.
Признаки «отводящая скважина размещена в центре газифицируемого участка угля, а подающие скважины размещены вокруг нее, по периферии газифицируемого участка» обеспечивают возможность минимизации расходов на сооружение отводящей скважины, приходящейся на подводящие скважины.The signs “the discharge well is located in the center of the gasified coal section, and the supply wells are located around it, on the periphery of the gasified section” provide the opportunity to minimize the cost of constructing the discharge well attributable to the supply wells.
Признаки, указывающие, что «парогенерирующее обрудование включает два спиральных трубопровода, обвитых вокруг газоотводящей трубы», обеспечивают возможность снятия тепла и с менее нагретых участков газоотводящей трубы (примыкающих к поверхности), и более прогретых ее участков (расположенных ниже), при этом обеспечивается возможность заданного увеличения площади теплоотводящей поверхности трубопроводов. Кроме того обеспечивается возможность организации оптимальной схемы отбора тепла по длине трубы для отвода горючего газа.Signs indicating that "steam generating equipment includes two spiral piping entwined around the exhaust pipe" provide the ability to remove heat from less heated sections of the exhaust pipe (adjacent to the surface), and more heated sections (located below), while providing the opportunity a given increase in the area of the heat sink surface of pipelines. In addition, it is possible to organize an optimal heat extraction scheme along the length of the pipe to remove combustible gas.
Признаки, указывающие, что «первый из спиральных трубопроводов выполнен на верхнем участке газоотводящей трубы… а второй выполнен ниже первого», обеспечивают возможность формирования теплообменника-экономайзера, снимающего тепло с менее нагретых (верхних) участков газоотводящей трубы и теплообменника-перегревателя пара (снимающего тепло с более прогретых ее участков).Signs indicating that "the first of the spiral pipelines is made on the upper portion of the exhaust pipe ... and the second is lower than the first", provide the possibility of forming a heat exchanger-economizer that removes heat from less heated (upper) sections of the exhaust pipe and heat exchanger-steam superheater (which removes heat from its warmer sections).
Признаки, указывающие, что «приемное отверстие первого спирального трубопровода сообщено с источником воды, а его выпускное отверстие, расположенное на его нижнем конце, сообщено соединительным трубопроводом с приемным отверстием второго спирального трубопровода, размещенным в его нижней точке, предпочтительно у нижнего торца затрубного участка», обеспечивают возможность отбора тепла на самом верхнем и нижнем участках отводящей скважины и, тем самым, прогрева воды и ее испарения за счет использования отбираемого на экономайзерном участке теплообменника и доведение параметров пара до уровня, соответствующего перегретому пару, пригодному для эффективного срабатывания в паровой турбине с противодавлением. Таким образом, обеспечивается возможность получения перегретого пара с максимально высокой температурой, а газа ПТУ - с максимально низкой.Signs indicating that “the inlet of the first spiral conduit is in communication with the water source, and its outlet located at its lower end is communicated by a connecting conduit with the inlet of the second spiral conduit located at its lower point, preferably at the lower end of the annulus” , provide the possibility of heat removal at the uppermost and lower sections of the diverting well and, thereby, heating the water and its evaporation through the use of water taken from an economizer stke exchanger and bringing a pair of parameters to a level corresponding superheated steam which is suitable for effective response in a steam turbine backpressure. Thus, it is possible to obtain superheated steam with the highest possible temperature, and the gas of the vocational school with the lowest possible.
Признаки, указывающие, что «в качестве паровой турбины использована паровая турбина с противодавлением», описывают вариант максимально эффективного использования получаемого перегретого пара высоких параметров.Signs indicating that “a backpressure steam turbine was used as a steam turbine” describe a variant of maximally efficient use of the obtained superheated steam of high parameters.
Признаки, указывающие, что «выпускное отверстие второго спирального трубопровода, размещенное в его верхней точке, сообщено с паровой турбиной посредством паропровода», минимизируют потери тепла отводимого перегретого пара и обеспечивают его передачу на паровую турбину.Signs indicating that “the outlet of the second scroll pipe located at its upper point is in communication with the steam turbine via the steam pipe” minimize heat loss of the superheated steam being discharged and ensure its transfer to the steam turbine.
Признаки, указывающие, что «выход паровой турбины через узел приготовления дутья сообщен с подающей скважиной», обеспечивают возможность использования отработанного пара для приготовления дутья, и если его параметры позволят, то обеспечивается возможность использования энергии этого пара для эжектирования дутья.Signs indicating that “the output of the steam turbine through the blast preparation unit is in communication with the supply well” provides the possibility of using the spent steam to prepare the blast, and if its parameters allow, it is possible to use the energy of this steam to eject the blast.
Признаки, указывающие, что подающая скважина «дополнительно сообщена с паропроводом через обводной паропровод, выполненный с возможностью регулируемого отбора части пара из паропровода», обеспечивают возможность принудительной подачи дутья в эту скважину.Signs indicating that the supply well "is additionally communicated with the steam line through the bypass steam line, made with the possibility of controlled selection of part of the steam from the steam line", provide the possibility of forced blowing into this well.
Признаки, указывающие, что «обводной паропровод пропущен через узел приготовления дутья с возможностью эжектирования его содержимого», гарантируют техническую осуществимость эжектирования дутья.Signs indicating that “a bypass steam line is passed through the blast preparation unit with the possibility of ejecting its contents” guarantee the technical feasibility of ejecting the blast.
Признаки, указывающие, что «на поверхности размещен узел сушки углеродсодержащих твердых отходов, сообщенный с их дезинтегратором, выход которого сообщен с узлом приготовления дутья», обеспечивают подготовку отходов к сжиганию в подземном газогенераторе.Signs indicating that “a carbon-containing solid waste drying unit is placed on the surface, communicated with their disintegrator, the outlet of which is communicated with the blast preparation unit”, provide preparation of the waste for burning in an underground gas generator.
Признаки, указывающие, что «в качестве средства утилизации CO2 использована линия по производству углекислоты или накопитель углекислоты, выполненный с возможностью ее регулируемого сброса в узел приготовления дутья», исключают сброс углекислого газа в атмосферу и обеспечивают возможность его утилизации, в т.ч. и как компонента дутья.Signs indicating that “a carbon dioxide production line or a carbon dioxide storage unit, made with the possibility of its regulated discharge to the blast preparation unit, was used as a means of CO 2 utilization,” exclude the discharge of carbon dioxide into the atmosphere and provide the possibility of its utilization, including and as a component of the blast.
Признаки, указывающие что «выход газовой турбины сообщен со входом блока очистки исходящих газов», позволяют утилизировать выхлоп газовой турбины.Signs indicating that “the output of the gas turbine is in communication with the input of the exhaust gas purification unit” allows the exhaust of the gas turbine to be disposed of.
Признаки, указывающие, что «узел сушки углеродсодержащих твердых отходов выполнен с возможностью утилизации тепла исходящих газов газовой турбины и/или исходящего пара паровой турбины», позволяют минимизировать тепловое загрязнение воздушной среды в зоне работы газогенерирующего комплекса.Signs indicating that "the drying unit for carbon-containing solid waste is made with the possibility of utilizing the heat of the exhaust gases of the gas turbine and / or the outgoing steam of the steam turbine", can minimize thermal pollution of the air in the area of the gas generating complex.
На фиг.1 представлена схема комплекса; на фиг.2 показан вид сверху на фрагмент площадки подземного газогенератора.Figure 1 presents a diagram of the complex; figure 2 shows a top view of a fragment of the site of the underground gas generator.
На чертежах показаны коаксиально расположенные обсадная труба 1, газоотводящая труба 2, затрубный участок 3, парогенерирующее оборудование (теплообменник), содержащее первый 4 и второй 5 спиральные трубопроводы, приемное 6 и выпускное 7 отверстия первого спирального трубопровода 4, приемное 8 и выпускное 9 отверстия второго спирального трубопровода 5, соединительный трубопровод 10, паропровод 11, источник воды 12, паровая турбина 13 с противодавлением, нижний торец 14 затрубного участка 3, земная поверхность 15, подающая 16 и отводящая 17 скважины, подземный газогенератор 18, блок очистки 19 исходящих газов, газовая турбина 20 и электрогенераторы 21, образующие энергетический блок 22, средство утилизации CO2 23, газифицируемый участок 24 угля, узел приготовления дутья 25, обводной паропровод 26, узел сушки 27 углеродсодержащих твердых отходов, дезинтегратор 28, газопровод 29, теплообменники-утилизаторы 30.The drawings show a coaxially located casing 1, a gas outlet pipe 2, an annular section 3, steam generating equipment (heat exchanger), comprising a first 4 and a second 5 spiral piping, a receiving 6 and an outlet 7 of the opening of the first spiral pipe 4, a receiving 8 and an outlet 9 of the second spiral pipe 5, connecting pipe 10, steam pipe 11, water source 12, back-pressure steam turbine 13, bottom end 14 of the annular section 3, earth surface 15,
Обсадная труба 1 и газоотводящая труба 2 конструктивно не отличаются от известных конструкций, единственное требование к ним - возможность размещения в затрубном участке 3 (между ними) теплообменника. Толщина затрубного участка 3 порядка трех диаметров труб, использованных для изготовления спиральных трубопроводов 4 и 5, а также соединительного трубопровода 10 (или паропровода 11). Диаметр газоотводящей трубы 2 определяется рабочими параметрами подземного газогенератора 18 и составляет порядка 300 мм. Спиральные трубопроводы 4 и 5, а также соединительный трубопровод 10 и паропровод 11 изготовлены из труб диаметром порядка 70 мм, они размещены в контакте с газоотводящей трубой 2.The casing 1 and the exhaust pipe 2 are not structurally different from the known structures, the only requirement for them is the possibility of placing a heat exchanger in the annular section 3 (between them). The thickness of the annular section 3 is of the order of three pipe diameters used for the manufacture of spiral pipelines 4 and 5, as well as the connecting pipe 10 (or steam pipe 11). The diameter of the exhaust pipe 2 is determined by the operating parameters of the
Первый 4 и второй 5 спиральные трубопроводы обвиты вокруг газоотводящей трубы 2, при этом первый из них размещен на ее верхнем участке, предпочтительно примыкающем к поверхности 15, а второй выполнен ниже первого. Приемное отверстие 6 первого спирального трубопровода 4 размещено на земной поверхности 15 и сообщено с источником воды 12, а его выпускное отверстие 7, размещенное на его нижнем конце, сообщено соединительным трубопроводом 10 с приемным отверстием 8 второго спирального трубопровода 5, размещенным в его нижней точке, предпочтительно у нижнего торца 14 затрубного участка 3.The first 4 and second 5 spiral pipelines are entwined around the exhaust pipe 2, the first of which is placed on its upper section, preferably adjacent to the surface 15, and the second is made below the first. A receiving hole 6 of the first spiral pipe 4 is placed on the earth's surface 15 and communicated with a water source 12, and its outlet 7 located at its lower end is communicated by a connecting pipe 10 with a receiving hole 8 of the second spiral pipe 5 located at its lower point, preferably at the lower end 14 of the annular portion 3.
При этом выпускное отверстие 9 второго спирального трубопровода 5, размещенное в его верхней точке, сообщено с паровой турбиной 13 посредством паропровода 11, причем выход паровой турбины 13 через узел приготовления дутья 25 сообщен с подающей скважиной 16, которая дополнительно сообщена с паропроводом 11 через обводной паропровод 26, выполненный с возможностью регулируемого отбора части пара из паропровода 11, причем обводной паропровод 26 пропущен через узел приготовления дутья 25 с возможностью эжектирования его содержимого. На земной поверхности 15 размещен узел сушки 27 углеродсодержащих твердых отходов, сообщенный с их дезинтегратором 28, выход которого сообщен с узлом приготовления дутья 25.In this case, the outlet 9 of the second spiral pipe 5, located at its upper point, is communicated with the steam turbine 13 through the steam line 11, and the output of the steam turbine 13 through the blast preparation unit 25 is connected to the
Выход газовой турбины 20 сообщен газопроводом 29 со входом блока очистки 19 исходящих газов.The output of the gas turbine 20 is communicated by a gas pipeline 29 with the input of the exhaust gas purification unit 19.
В качестве источника воды 12 использована емкость для воды известной конструкции, размещенная на земной поверхности 15. Источник воды 12 снабжен насосом (на чертежах не показан) и непосредственно сообщен с приемным отверстием 6 первого спирального трубопровода 4, предпочтительно через запорную арматуру известной конструкции (на чертежах не показана).As a source of water 12, a water tank of a known design is used, located on the earth's surface 15. The water source 12 is equipped with a pump (not shown) and is directly connected to the inlet 6 of the first spiral pipe 4, preferably through shutoff valves of a known design (in the drawings not shown).
У паровой турбины 13 с противодавлением весь отработанный пар используется для технологических целей (сушка углеродсодержащих твердых отходов, приготовление парового дутья, отопление и т.п.).In a backpressure steam turbine 13, all exhaust steam is used for technological purposes (drying carbonaceous solid waste, preparing steam blasting, heating, etc.).
Нижний торец 14 затрубного участка 3 формируют как шайбу, жестко закрепляемую (например, привариваемую у нижнего торца газоотводящей трубы 2), при этом целесообразно, закрепить подобную же шайбу (на чертежах не показана) на расстоянии 15-20 м выше нижнего торца 14 затрубного участка 3.The lower end 14 of the annular section 3 is formed as a washer rigidly fixed (for example, welded to the lower end of the exhaust pipe 2), while it is advisable to fix a similar washer (not shown) at a distance of 15-20 m above the lower end 14 of the annular section 3.
Блок очистки 19 исходящих газов выполнен с возможностью отбора как минимум CO2 (желательно еще и азота с его окислами). В качестве средства утилизации CO2 использована линия по производству углекислоты известной конструкции или накопитель углекислоты, выполненный в виде резервуара с возможностью ее регулируемого сброса в узел приготовления дутья 25. При этом отводящая скважина 17 размещена в центре газифицируемого участка 24 угля, а подающие скважины 16 размещены вокруг нее по периферии газифицируемого участка 24.The exhaust gas purification unit 19 is configured to select at least CO 2 (preferably nitrogen and its oxides as well). As a means of CO 2 utilization, a carbon dioxide production line of known design or a carbon dioxide storage device, made in the form of a tank with the possibility of its adjustable discharge to the blast preparation unit 25, was used. In this case, the
Узел приготовления дутья 25 выполнен в виде смесительной камеры, сообщенной с источниками соответствующих компонентов дутья (пара, воздуха, дезинтегрированных углеродсодержащих твердых отходов и т.п.).The blast preparation unit 25 is made in the form of a mixing chamber communicated with the sources of the respective blast components (steam, air, disintegrated carbon-containing solid waste, etc.).
Узел сушки 27 углеродсодержащих твердых отходов выполнен с возможностью утилизации тепла исходящих газов газовой турбины 20 и/или исходящего пара паровой турбины 13, для чего каналы, сообщающие их соответственно с блоком очистки 19 исходящих газов и узлом приготовления дутья 25, использованы как теплоподводящие каналы теплообменников-утилизаторов 30.The drying unit 27 of carbon-containing solid waste is configured to utilize the heat of the exhaust gases of the gas turbine 20 and / or the outgoing steam of the steam turbine 13, for which the channels communicating them respectively with the exhaust gas purification unit 19 and the blast preparation unit 25 are used as heat-conducting channels of heat exchangers disposers 30.
Отводящая скважина сооружается следующим образом.The diverting well is constructed as follows.
Соответствующим буровым станком бурится скважина (предпочтительно вертикальная) соответствующего диаметра, которая известным образом обсаживается обсадной трубой 1, с тампонажем пространства затрубного участка 3. Далее в обсадную трубу 1 опускают газоотводящую трубу 2, на которой закреплены спиральные трубопроводы 4 и 5, связанные соединительным трубопроводом 10, и паропровод 11, закрепленный на выпускном отверстии 9 второго спирального трубопровода 5, при этом нижний торец газоотводящей трубы 2 (и вышеупомянутая дополнительная шайба) обеспечивает надежную центровку газоотводящей трубы 2 в процессе ее спуска в обсадную трубу 1. Кроме того, у верхнего конца газоотводящей трубы 2 жестко фиксируют опорную шайбу (на чертежах не показана), диаметр которой несколько больше диаметра оголовка обсадной трубы 1. Расстояние от торца газоотводящей трубы 2 до месторасположения опорной шайбы выбирают из условия позиционирования нижнего торца 14 затрубного участка 3 в полости обсадной трубы 1, желательно, как можно ближе к ее нижнему торцу. После спуска газоотводящей трубы 2 с теплообменником на заданную глубину жестко и герметично скрепляют нижнюю поверхность опорной шайбы с торцом оголовка обсадной трубы 1 (например, сваркой) Далее монтируют комплекс оборудования на земной поверхности:A borehole (preferably vertical) of a corresponding diameter, which is cased in a known manner by a casing 1, is drilled with a plugging of the annulus 3 space. Next, a gas outlet 2 is lowered into the casing 1, onto which spiral pipelines 4 and 5 are connected, connected by a connecting pipe 10 and a steam line 11 fixed to the outlet 9 of the second spiral pipe 5, while the lower end of the exhaust pipe 2 (and the aforementioned additional washer) is secured It ensures reliable alignment of the exhaust pipe 2 during its descent into the casing 1. In addition, at the upper end of the exhaust pipe 2, a support washer (not shown) is rigidly fixed, the diameter of which is slightly larger than the diameter of the casing head 1. The distance from the end of the exhaust pipe 2 to the location of the supporting washer is selected from the condition of positioning the lower end 14 of the annular section 3 in the cavity of the casing 1, preferably as close as possible to its lower end. After lowering the exhaust pipe 2 with the heat exchanger to a predetermined depth, the lower surface of the support washer is rigidly and hermetically fastened to the end face of the head of the casing pipe 1 (for example, by welding). Next, the equipment complex is mounted on the earth's surface:
- монтируют источник воды 12 и соединяют его с приемным отверстием 6 первого спирального трубопровода 4, а выпускное 9 отверстие второго спирального трубопровода 5 соединяют с паровой турбиной 13 с противодавлением энергетического блока 22;- mount the water source 12 and connect it to the inlet 6 of the first spiral pipe 4, and the outlet 9 of the second spiral pipe 5 is connected to the steam turbine 13 with back pressure of the energy block 22;
- выход газоотводящей трубы 2 сообщают с блоком очистки 19 исходящих газов - продуктов газификации, выход которого по горючему газу сообщают с камерой сгорания газовой турбины 20, выход которой по исходящим газам сообщают газопроводом 29 со входом блока очистки 19 исходящих газов - продуктов газификации;- the outlet of the exhaust pipe 2 is communicated with an exhaust gas purification unit 19 — gasification products, the output of which through combustible gas is communicated with a combustion chamber of a gas turbine 20, the outlet of which through exhaust gases is communicated by a gas line 29 with an inlet of an exhaust gas purification unit 19 — gasification products;
- паровую турбину 13 с противодавлением и газовую турбину 20 кинематически связывают с валами соответствующих электрогенераторов 21;- a back-pressure steam turbine 13 and a gas turbine 20 are kinematically coupled to the shafts of the respective electric generators 21;
- узел приготовления дутья 25 сообщен с атмосферой или источником окислителя (воздушного, кислородного, воздушно-кислородного дутья - на чертежах не показаны), для чего его смесительную камеру дополнительно сообщают с источниками соответствующих компонентов дутья - с выходом паровой турбины 13 (по пару), дезинтегратором 28 (по дезинтегрированным углеродсодержащим твердым отходам), и, кроме того, посредством обводного паропровода 26 сообщают с паропроводом 11, обеспечивая возможность эжектирования объема дутья в задействованную на данном этапе подающую скважину 16.- the blast preparation unit 25 is in communication with the atmosphere or source of the oxidizing agent (air, oxygen, air-oxygen blast — not shown in the drawings), for which its mixing chamber is additionally communicated with the sources of the respective blast components — with the output of the steam turbine 13 (in pairs), the disintegrator 28 (for disintegrated carbon-containing solid waste), and, in addition, through the bypass steam pipe 26 communicate with the steam pipe 11, providing the possibility of ejecting the volume of the blast at the stage involved the
Подающую скважину 16 известным образом сбивают с отводящей скважиной 17 подземного газогенератора 18. Процесс розжига и газификации осуществляют известным образом с подачей дутья через подающую скважину 16 и отвода исходящего газа (газа ПТУ) через отводящую скважину 17, при этом огневой забой перемещают поворотом радиально ориентированного огневого забоя (на чертежах не показан) вокруг отводящей скважины 17, например, в направлении, показанном стрелкой.The supply well 16 is knocked down in a known manner with the discharge well 17 of the
Заявленный комплекс работает следующим образом.The claimed complex works as follows.
Горячий газ (исходящий газ - продукт газификации) удаляется по газоотводящей трубе 2. В теплообменник (первый 4 и второй 5 спиральные трубопроводы) подают под давлением 0,5-1,0 МПа холодную воду с температурой +20°C от источника воды 12. Последовательно проходя через первый спиральный трубопровод 4, холодная вода испаряется и превращается в пар с температурой +212°C, этот пар, проходя второй спиральный трубопровод 5, превращается в перегретый пар с температурой 260°C. При этом температура исходящего газа падает с 1200°C (на контакте с газогенератором) до 210-220°C (на устье скважины).Hot gas (exhaust gas - gasification product) is removed through the exhaust pipe 2. In the heat exchanger (first 4 and second 5 spiral pipelines) cold water is supplied under pressure of 0.5-1.0 MPa with a temperature of + 20 ° C from the water source 12. Passing sequentially through the first spiral pipe 4, cold water evaporates and turns into steam with a temperature of + 212 ° C, this steam, passing the second spiral pipe 5, turns into superheated steam with a temperature of 260 ° C. In this case, the temperature of the outgoing gas drops from 1200 ° C (at the contact with the gas generator) to 210-220 ° C (at the wellhead).
Подготовка твердых бытовых отходов и других углеродсодержащих компонентов заключается в их сушке (предпочтительно с использованием тепла отбираемого теплообменниками-утилизаторами 30) и последующем измельчении в дезинтеграторе 28. Целесообразно, чтобы степень измельчения обеспечивала достаточную летучесть частиц углеродсодержащих отходов при вышеназванных параметрах нагнетания. Если давление пара на выходе паровой турбины 13 принято на уровне, обеспечивающем эжектирование и нагнетание дутья в подземный газогенератор 18, то отбор пара с высокими параметрами из паропровода 11 не нужен. В противном случае используют обводной паропровод 26 для подвода пара, обеспечивающего возможность эжектирования объема дутья в соответствующую подающую скважину 16. Далее процесс повторяется.The preparation of municipal solid waste and other carbon-containing components consists in drying them (preferably using heat taken by heat exchangers-utilizers 30) and subsequent grinding in a disintegrator 28. It is advisable that the degree of grinding provide sufficient volatility of the particles of carbon-containing waste with the above injection parameters. If the steam pressure at the outlet of the steam turbine 13 is adopted at a level that provides ejection and injection of blast into the
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013154809/03A RU2539055C1 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | Coal gasification complex |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013154809/03A RU2539055C1 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | Coal gasification complex |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2539055C1 true RU2539055C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53288261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013154809/03A RU2539055C1 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | Coal gasification complex |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2539055C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111022026A (en) * | 2020-01-03 | 2020-04-17 | 中国矿业大学 | Waste heat power generation device and method used in underground coal gasification process |
| CN112127867A (en) * | 2020-09-08 | 2020-12-25 | 中国矿业大学 | High-quality power supply system for underground coal gasification and composite energy storage and control method |
| CN112302598A (en) * | 2020-11-20 | 2021-02-02 | 西南石油大学 | System and method for generating steam underground in ultra-deep heavy oil reservoir |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1514911A1 (en) * | 1987-12-10 | 1989-10-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии | Downhole arrangement for for separating liquids |
| RU2287056C1 (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-10 | Московский государственный горный университет (МГГУ) | Method for electric power generation in situ |
| US8235117B1 (en) * | 2005-06-20 | 2012-08-07 | Hill Gilman A | Integrated in situ retorting and refining of heavy-oil and tar sand deposits |
| RU123842U1 (en) * | 2012-08-06 | 2013-01-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | ENERGY INSTALLATION |
-
2013
- 2013-12-10 RU RU2013154809/03A patent/RU2539055C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1514911A1 (en) * | 1987-12-10 | 1989-10-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии | Downhole arrangement for for separating liquids |
| RU2287056C1 (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-10 | Московский государственный горный университет (МГГУ) | Method for electric power generation in situ |
| US8235117B1 (en) * | 2005-06-20 | 2012-08-07 | Hill Gilman A | Integrated in situ retorting and refining of heavy-oil and tar sand deposits |
| RU123842U1 (en) * | 2012-08-06 | 2013-01-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | ENERGY INSTALLATION |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111022026A (en) * | 2020-01-03 | 2020-04-17 | 中国矿业大学 | Waste heat power generation device and method used in underground coal gasification process |
| CN112127867A (en) * | 2020-09-08 | 2020-12-25 | 中国矿业大学 | High-quality power supply system for underground coal gasification and composite energy storage and control method |
| CN112302598A (en) * | 2020-11-20 | 2021-02-02 | 西南石油大学 | System and method for generating steam underground in ultra-deep heavy oil reservoir |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2753822C (en) | Apparatus and method for combusting a fuel at high pressure and high temperature, and associated system and device | |
| US8887504B2 (en) | Non-to-minimally fractionalized biomass-fueled renewable energy | |
| EA032619B1 (en) | System and method for high efficiency power generation using carbon dioxide as circulating working fluid | |
| EP3030838B1 (en) | Apparatus for generating energy by gasification | |
| US11286174B2 (en) | System for supplying heat by means of stratum coal in-place slurrying and method for supplying power generation heat by means of stratum coal in-place slurrying | |
| CN105674232B (en) | A kind of biomass micron fuel hot industry boiler of clean and effective | |
| TW201217708A (en) | Apparatus for combusting a fuel at high pressure and high temperature, and associated system | |
| RU2539055C1 (en) | Coal gasification complex | |
| CN103534462A (en) | Gasifier power plant and management of wastes | |
| Al-Attab et al. | Micro gas turbine running on naturally aspirated syngas: An experimental investigation | |
| CN101855507A (en) | Methods for fabricating syngas cooler platens and syngas cooler platens | |
| CN103134178A (en) | High efficient water heater capable of making full use of biomass fuels | |
| CN113088335A (en) | Poly-generation device and method for biomass multistage gasification coupling generator set | |
| Blinderman et al. | Underground coal gasification for power generation: high efficiency and CO2-emissions | |
| CN203880691U (en) | Chimney-free multifunctional oil/gas-fired boiler | |
| RU139274U1 (en) | COAL GASIFICATION COMPLEX | |
| CN202328215U (en) | High-efficiency biomass fuel combustor | |
| CN204848781U (en) | Coal gasification equipment | |
| JP6487209B2 (en) | Manufacturing method of exhaust heat power generation system | |
| GB2472610A (en) | Gasification Reactor with vertical grates | |
| CN102329647B (en) | Generation furnace and production method of heat clean gas | |
| KR101997506B1 (en) | Cyclone Gasifier | |
| CN102822599A (en) | Method and system for superheating steam | |
| KR101667676B1 (en) | Combined heat and power generating apparatus using plastic burner | |
| WO2011156871A1 (en) | Indirectly fired gas turbine assembly |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191211 |