煤炭地下气化点火装置及其点火方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种煤炭地下气化点火装置及其点火方法，该装置包括：输送管；其中，输送管用于置于进气钻孔的固井套管内，输送管的第一端与地面相连接，输送管的第二端悬置于煤层中，输送管用于向煤层中输送自燃气体；输送管与固井套管之间的间隙形成环形空间，环形空间的第一端为封闭端，第二端为敞口端且对应于煤层处，环形空间的第一端设置有气体输入口，气体输入口用于向环形空间内输送助燃气体，环形空间的第二端用于将助燃气体输送至煤层中；自燃气体用于与助燃气体混合后自燃以点燃煤层。本发明专利技术中，能够更为方便、快捷地点燃煤层，易于实施，并使得煤层燃烧便于控制，能够准确地确保煤层的点火，尤其是适用于无井式地下气化炉。

Coal underground gasification ignition device and its ignition method

The present invention provides a kind of underground coal gasification ignition device and ignition method, the device comprises a conveying pipe; the conveying pipe for casing in borehole in the intake duct, the first end connected with the ground transportation, the second end of the tube is suspended in coal seam, the conveying pipe for conveying gas to coal spontaneous combustion; gap between the conveying pipe and the casing form annular space, the first end of the annular space is a closed end, the second end is an open end and corresponding to the coal seam, the first end of the annular space is provided with a gas inlet, a gas inlet for conveying the combustion gas to the annular space within the annular space for second end the combustion gas to coal spontaneous combustion; gas for combustion gas mixture to ignite the coal spontaneous combustion. The invention can more easily and quickly ignite the coal seam, and is easy to implement, and makes the coal seam combustion easy to control, and can accurately ensure the ignition of the coal seam, especially for the well free underground gasifier.

【技术实现步骤摘要】
煤炭地下气化点火装置及其点火方法
本专利技术涉及煤炭地下气化
，具体而言，涉及一种煤炭地下气化点火装置及其点火方法。
技术介绍
煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热解作用以及化学作用而产生可燃气体的过程。要实现煤炭地下气化首先就要将地下的煤层点燃，将地下含水量很高的煤，甚至是被长时间浸泡过的煤点燃，是地下煤炭气化的一项关键技术。煤炭地下气化主要有两种工艺：无井式地下气化和有井式地下气化。有井式地下气化是通过人工开拓巷道，在煤层中布置地下气化炉，人可以下到煤层中，在煤层中为气化做充分的准备工作。而无井式气化是通过钻孔打到煤层中，然后在煤层中点火气化。由于两种工艺不同，所以对点火技术的要求也不同，有井式地下气化炉的点火，由于人可以下到煤层中，在煤层中准备好点火设施，所以点火比较容易。而无井式地下气化炉的点火则相对要困难得多。现有的点火技术有：电子点火器、乙炔点火、常明灯点火、等离子点火、焦炭点火、薪柴点火等。其中，电子点火器是利用打火产生的火花将可燃气体点燃，需要观察点火情况，然而，无井式地下气化炉的点火是在不可见的情况下进行的，则电子点火器点火无法准确掌握打火的情况，若点火不及时，容易造成爆燃。乙炔点火是用明火把乙炔点燃，再把点燃的乙炔送到待点燃处，然后送油进而实现点火。然而，点燃的乙炔很难运送至无井式地下气化炉内。常明灯点火是指在待点火的部位放上常明火，一旦有可燃气体出来就会被常明火点燃，但是在无井式地下气化炉内放置常明火，不易实现。等离子点火是利用直流电流(280--350A)在介质气压0.01-0.03Mpa的条件下接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成T＞5000K的梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在几秒内迅速释放出挥发物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。然而，等离子点火的设备较为复杂，投资成本较高。薪柴点火和焦炭点火均应用于有井式地下气化炉，将薪柴和焦炭放置于待点火的位置，对于无井式地下气化炉而言，由于地下情况不可见，所以薪柴和焦炭难以运送至待点火位置。因此，上述现有的点火方式均不适用于无井式地下气化炉。现有专利CN200810119353.8，名称为一种煤炭地下强制氧化点火方式。本专利技术公开了利用煤炭自燃的特性，认为的进行强制氧化，点燃煤层，实现地下气化的点火，包括排水、加热和点火过程。排水采用压力排水的方法，通过多次的排水操作后，启动空气加热装置，然后通入氧气加强煤层燃烧。强制强化点火过程包括热空气强制氧化和氧气强制氧化，当煤气热值达到4.0MJ/Nm3时，认为强制氧化点火成功，进入后续的气化过程。然而，上述专利中的煤炭地下强制氧化点火方式，向煤层中通入热空气和氧气强制氧化，以使煤气热值达到预设值来判断点火成功，这种方法需要浪费大量的热空气和氧气，并且，煤气热值难以控制，无法准确地确定点火是否成功，进而无法进行后续的气化反应。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种煤炭地下气化点火装置，旨在解决现有技术中的点火方式并不适用于无井式地下气化炉的问题。本专利技术还提出了一种煤炭地下气化点火方法。一个方面，本专利技术提出了一种煤炭地下气化点火装置，该装置包括：输送管；其中，输送管用于置于进气钻孔的固井套管内，输送管的第一端与地面相连接，输送管的第二端悬置于煤层中，输送管用于向煤层中输送自燃气体；输送管与固井套管之间的间隙形成环形空间，环形空间的第一端为封闭端，第二端为敞口端且对应于煤层处，环形空间的第一端设置有气体输入口，气体输入口用于向环形空间内输送助燃气体，环形空间的第二端用于将助燃气体输送至煤层中；自燃气体用于与助燃气体混合后自燃进而点燃煤层。进一步地，上述煤炭地下气化点火装置中，输送管还用于向煤层中输送产热气体，产热气体与自燃气体相混合。进一步地，上述煤炭地下气化点火装置还包括：喷嘴座和至少一个喷嘴；其中，喷嘴座与输送管的第二端相连接，喷嘴座开设有至少一个喷射口，各喷嘴与各喷射口一一对应连接。进一步地，上述煤炭地下气化点火装置中，喷嘴座与输送管的第二端可拆卸连接；和/或，每个喷嘴与对应的喷射口可拆卸连接。进一步地，上述煤炭地下气化点火装置中，各喷射口沿喷嘴座的周向均匀分布。进一步地，上述煤炭地下气化点火装置中，输送管的第一端与地面可拆卸连接。进一步地，上述煤炭地下气化点火装置还包括：连接装置；其中，连接装置设置于输送管与固井套管之间，连接装置用于封堵环形空间的第一端；气体输入口开设于连接装置。本专利技术中，通过输送管向煤层中输送自燃气体，通过环形空间向煤层中输送助燃气体，利用自燃气体与助燃气体混合后的自燃进而点燃煤层，能够更为方便、快捷地点燃煤层，易于实施，并且，无需浪费热空气或者氧气，使得煤层燃烧便于控制，能够准确地确保煤层的点火，尤其是适用于无井式地下气化炉，解决了现有技术中的点火方式并不适用于无井式地下气化炉的问题，确保了后续煤气化反应的进行，同时，结构简单，便于实施。另一方面，本专利技术还提出了一种利用上述任一种的煤炭地下气化点火装置进行的点火方法，该方法包括如下步骤：输送步骤，向煤层中输送自燃气体和助燃气体；引燃步骤，自燃气体与助燃气体混合后自燃，点燃煤层。进一步地，上述煤炭地下气化点火方法中，自燃气体为硅烷或者乙硼烷；助燃气体为空气或者氧气。进一步地，上述煤炭地下气化点火方法中，输送步骤中还包括：向煤层中输送产热气体；引燃步骤中，自燃气体、产热气体与助燃气体混合后燃烧，点燃煤层。进一步地，上述煤炭地下气化点火方法中，产热气体为液化石油气、天然气、烷烃气体中的一种或几种的混合气体。本专利技术中，通过向煤层中输送自燃气体和助燃气体，利用自燃气体与助燃气体混合后的自燃进而点燃煤层，能够更为方便、快捷地点燃煤层，易于实施，并且，无需浪费热空气或者氧气，使得煤层燃烧便于控制，能够准确地确保煤层的点火，尤其是适用于无井式地下气化炉，确保了后续煤气化反应的进行，同时，方法简单，便于操作。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的煤炭地下气化点火装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的煤炭地下气化点火装置在煤层中的结构示意图；图3为图1中A处的局部放大图；图4为本专利技术实施例提供的煤炭地下气化点火装置的俯视结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的煤炭地下气化点火方法的流程图；图6为本专利技术实施例提供的煤炭地下气化点火方法的又一流程图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。装置实施例：本领域技术人员应该理解，煤炭地下气化技术包括：进气钻孔、出气钻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤炭地下气化点火装置，其特征在于，包括：输送管(1)；其中，所述输送管(1)用于置于进气钻孔的固井套管(2)内，所述输送管(1)的第一端与地面(7)相连接，所述输送管(1)的第二端悬置于煤层(8)中，所述输送管(1)用于向所述煤层(8)中输送自燃气体；所述输送管(1)与所述固井套管(2)之间的间隙形成环形空间(3)，所述环形空间(3)的第一端为封闭端，第二端为敞口端且对应于所述煤层(8)处，所述环形空间(3)的第一端设置有气体输入口(4)，所述气体输入口(4)用于向所述环形空间(3)内输送助燃气体，所述环形空间(3)的第二端用于将所述助燃气体输送至所述煤层(8)中；所述自燃气体用于与所述助燃气体混合后自燃进而点燃所述煤层(8)。

【技术特征摘要】
1.一种煤炭地下气化点火装置，其特征在于，包括：输送管(1)；其中，所述输送管(1)用于置于进气钻孔的固井套管(2)内，所述输送管(1)的第一端与地面(7)相连接，所述输送管(1)的第二端悬置于煤层(8)中，所述输送管(1)用于向所述煤层(8)中输送自燃气体；所述输送管(1)与所述固井套管(2)之间的间隙形成环形空间(3)，所述环形空间(3)的第一端为封闭端，第二端为敞口端且对应于所述煤层(8)处，所述环形空间(3)的第一端设置有气体输入口(4)，所述气体输入口(4)用于向所述环形空间(3)内输送助燃气体，所述环形空间(3)的第二端用于将所述助燃气体输送至所述煤层(8)中；所述自燃气体用于与所述助燃气体混合后自燃进而点燃所述煤层(8)。2.根据权利要求1所述的煤炭地下气化点火装置，其特征在于，所述输送管(1)还用于向所述煤层(8)中输送产热气体，所述产热气体与所述自燃气体相混合。3.根据权利要求1或2所述的煤炭地下气化点火装置，其特征在于，还包括：喷嘴座(5)和至少一个喷嘴(6)；其中，所述喷嘴座(5)与所述输送管(1)的第二端相连接，所述喷嘴座(5)开设有至少一个喷射口，各所述喷嘴(6)与各所述喷射口一一对应连接。4.根据权利要求3所述的煤炭地下气化点火装置，其特征在于，所述喷嘴座(5)与所述输送管(1)的第二端可拆卸连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，郑林，张树川，杜慧华，徐军，
申请(专利权)人：新疆国利衡清洁能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65