煤炭地下气化方法
【专利摘要】一种煤炭地下气化方法，包括以下依次步骤：（1）建立进气通道、出气通道和将所述进气通道与所述出气通道连通的气化通道；（2）通过所述进气通道注入气化剂，其中，气化剂包括水蒸气和富氧气体，水蒸气和富氧气体的初始体积比位于0.5:1至4:1的范围内；（3）点燃煤层；（4）根据产出煤气特点调整水蒸气和富氧气体的比例形成新体积比。该方法可使粗煤气中携带少量水蒸气，以节约回收粗煤气中废水的费用并保证水蒸气与煤层充分反应生成氢气，从而提高煤气的质量。另外同时进行的氧气与煤层的放热反应和水与煤层的吸热反应可以保障气化工作面的温度均匀，防止局部温度过高造成气化煤灰熔融并附着在气化煤壁上，阻碍煤层的继续气化。
【专利说明】煤炭地下气化方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种煤炭地下气化方法。
【背景技术】
[0002]煤炭地下气化技术是将地下煤炭通过热化学反应在原地转化为可燃气体的技术。在具体的实施过程中，通常建立多个通道，并分别作为进气通道和出气通道，再通过气化通道连通进气通道和出气通道，点燃煤层并向进气通道输送气化剂，生成的可燃性气体(粗煤气)通过出气通道排至地面。此处在气化通道中进行的燃烧反应主要为:
[0003]C+H20(g) =C0+H2-131.5MJ/kmol (I)
[0004]C+1/202=C0+110.9kJ/mol (2)
[0005]煤炭地下气化过程中，出气通道排出的粗煤气温度通常会比较高并会携带大量的水蒸气，其不仅会带走地下气化炉内的大量热能，又会减少粗煤气中氢气的含量，而且水蒸气冷凝成废水，处理起来耗费很大。此外，在气化工作面(煤层燃烧的区域)中，气化剂充足的区域温度通常会比较高，尤其是在富氧气化中，最高能达到1700°C，温度过高会造成气化煤灰熔融，附着在气化煤壁上，阻碍煤层的继续气化，造成气化工作面温度不均匀。
[0006]W02013090979公开了一种地下气化煤气冷却方法，主要是为了解决高温煤气导致的井管变形、套管断裂、(焦油冷凝附壁造成的)钻孔堵塞、材料腐蚀等问题，主要方法是采用钻井将冷却液/气注入煤气下游区域降低煤气温度后，煤气在进入产气井输送至地面，冷却也可以是煤气废水、地表水、二氧化碳等，可以将煤气的温度从1200°C?500°C降至200°C?400°C。但是该方法只起到了将粗煤气降温的作用，并未降低粗煤气中的水含量。从而既没有提高粗煤气中的氢气含量又没有阻止粗煤气带走气化工作面的热量。
[0007]CN200710145878.4公开了一种煤炭地下气化工艺，附带公开了一种地下燃烧区温度的控制方法，即将CO2与O2混合后输入到地下气化炉，调节O2的比例将燃烧区的温度控制在600°C?1300°C。该发明虽然利用调整气化剂中O2的浓度控制了地下燃烧区的温度，但并没有兼顾地下气化过程的热能损失最小化。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种使粗煤气中携带少量水蒸气的煤炭地下气化方法。
[0009]为实现上述目的，提供一种煤炭地下气化方法，包括以下依次步骤:(1)建立进气通道、出气通道和将进气通道与出气通道连通的气化通道；(2 )通过进气通道注入气化剂，其中，气化剂包括水蒸气和富氧气体，水蒸气和富氧气体的初始体积比位于0.5:1至4:1的范围内；(3)点燃煤层；(4)根据产出煤气特点调整水蒸气和富氧气体的比例形成新体积比。
[0010]根据本发明，在步骤(4)中，依次进行如下子步骤:(4.1)采集粗煤气；(4.2)检测粗煤气中的水蒸气的体积含量；(4.3)当体积含量低于5%时，提高水蒸气和富氧气体的体积比；或当体积含量高于15%时，降低水蒸气和富氧气体的体积比；或当体积含量高于5%且低于15%时，维持水蒸气和富氧气体体积比恒定，通过上述步骤(4.1)至步骤(4.3)调整水蒸气和富氧气体的比例形成新体积比。
[0011]根据本发明，在步骤(4)中:测量煤气组分，根据当时的气化运行参数，计算气化消耗水量和煤层出水量；调节气化剂中的水蒸气的注入量等于气化消耗水量减去煤层出水量的差值；循环以上两步骤，直至前后两次的水蒸气注入量相差不超过10%，形成水蒸气与富氧气体的新体积比。
[0012]根据本发明，还包括步骤(5):通过调节气化剂的注入方式，调节气化工作面的温度。
[0013]根据本发明，在步骤(I)中:建立至少两个进气通道；在步骤(2)中:通过至少一个进气通道注入气化剂；在步骤(5)中:确定气化工作面的最高温度和具有最高温度的区域的位置；当最高温度低于1000°C时，通过距离最高温度区域最近的进气通道注入提高富氧气体比例后的气化剂或者注入富氧气体；或当最高温度高于1300°C时，通过距离最高温度区域最近的进气通道注入具有提高水蒸气比例后的气化剂或者只注入水蒸气；同时通过经其它进气通道注入辅助气化剂、富氧气体或水蒸气，维持注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比为新体积比。
[0014]根据本发明，在步骤(I)中:建立至少两个进气通道；在步骤(2)中:将注气管通过一个进气通道送入气化通道，将气化剂通过注气管注入气化通道；在步骤(5)中:确定气化工作面的最高温度和具有最高温度的区域的位置；当最高温度低于1000°C时，提高通过注气管注入的气化剂中的富氧气体的比例或者通过注气管仅注入富氧气体；或当最高温度高于1300°C时，提高通过注气管注入的气化剂中的水蒸气的比例或者通过注气管仅注入水蒸气；同时通过经进气通道注入辅助气化剂、富氧气体或水蒸气，维持注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比为新体积比。
[0015]根据本发明，步骤(2)中:水蒸气和富氧气体的初始体积比位于1.5:1-3:1的范围内。
[0016]根据本发明，气化剂的注入压力等于静水压力值±0.3MPa。
[0017]根据本发明，还包括:将粗煤气中的水蒸气冷凝成液态水；将液态水与粗煤气换热后形成水蒸气并用于合成气化剂。
[0018]根据本发明，还包括:收集高盐度废水和/或地表水；将高盐度废水和/或地表水用于合成气化剂。
[0019]相比于现有技术，本发明的有益效果为:
[0020]通过将由初始体积比位于0.5:1至4:1的范围的水蒸气和富氧气体组成的气化剂注入到气化通道中，既可以保证有足够的氧气与煤层产生放热反应以维持燃烧并产生一氧化碳，又可以保证有适量的水与煤层发生吸热反应以避免粗煤气的温度过高以及带走大量热量和部分水蒸气。另外，进一步通过调节气化剂中水蒸气和富氧气体的比例的步骤，可以将初始体积比调节到更适合该煤层气化的新体积比，从而可以进一步保证注入的氧气与煤层的反应和注入的水与煤层的反应的平衡，保证粗煤气中带有少量水蒸气。由此，一方面可以降低粗煤气中水蒸气的含量以节约回收粗煤气中废水的费用并保证水蒸气与煤层充分反应生成氢气，从而提高煤气的质量。另一方面，合理的共同进行氧气与煤层的放热反应和水与煤层的吸热反应可以保障气化工作面的温度均匀，防止局部温度过高造成气化煤灰熔融并附着在气化煤壁上，阻碍煤层的继续气化。
[0021]进一步，通过检测粗煤气中的水蒸气的含量，可以直观地反应出气化剂中富氧气体和水蒸气的比例是否适合当前煤层区域的燃烧状况，并可及时的调节富氧气体和水蒸气比例以得到更高质量的、具有少量水分的粗煤气。
[0022]更进一步，通过确定气化工作面的最高温度，判断气化工作面的温度是否过高或过低；通过确定具有最高温度的区域的位置，可以确定距离该区域最近的进气通道并由该进气通道注入特定的气化剂，以有针对性地提高或降低该区域的温度；通过其他进气通道注入辅助的气化剂，保证注入到气化通道中的水蒸气和富氧气体的体积比恒等于新体积t匕，以保证煤气中具有少量的水蒸气。进一步，既避免了气化工作面具有过高或过低的温度，又保证了气化工作面的温度均匀。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是运用本发明的煤炭地下气化方法的第一个实施例的示意图；
[0024]图2是运用本发明的煤炭地下气化方法的第二个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明【具体实施方式】进行描述。
[0026]参照图1，本发明的煤炭地下气化方法包括以下依次步骤:
[0027](I)建立进气通道、出气通道和将进气通道与出气通道连通的气化通道；(2)通过进气通道注入气化剂，其中，气化剂包括水蒸气和富氧气体，水蒸气和富氧气体的初始体积比位于0.5:1至4:1的范围内；(3)点燃煤层；(4)根据产出煤气特点调整水蒸气和富氧气体的比例形成新体积比。其中，初始体积比为在点燃煤层前注入的气化剂中水蒸气和富氧气体的体积比，换言之，初始体积比为第一次通入气化剂时，气化剂中的水蒸气和富氧气体的体积比。新体积比为根据产出煤气特点在初始体积比的基础上调节的体积比。
[0028]进一步参照图1，在本实施例中，设置有三个进气通道和一个出气通道，即第一进气通道1、第二进气通道2、第三进气通道3和出气通道4，上述三个进气通道和出气通道4由气化通道5连通。当建立好上述通道后，由第一进气通道1、第二进气通道2和第三进气通道3通道同时向气化通道5中注入气化剂，该气化剂的注入压力为静水压力值±0.3MPa，并且该气化剂中水蒸气与富氧气体(氧气的体积含量大于21%)的初始体积比位于1.5:1-3:1的范围内。其中，以注入压力等于静水压力值±0.3MPa注入气化剂，既可以保证气化剂在气化通道中的扩散范围，又可以避免该压力过大而阻碍气化的进行。
[0029]通过将由体积比位于0.5:1至4:1的范围的水蒸气和富氧气体组成的气化剂注入到气化通道5中，既可以保证有足够的氧气与煤层产生放热反应以维持燃烧并产生一氧化碳，又可以保证有适量的水与煤层发生吸热反应以避免粗煤气的温度过高以及带走大量热量和部分水蒸气。由此，一方面可以降低粗煤气中水蒸气的含量以节约回收粗煤气中废水的费用并保证水蒸气与煤层充分反应生成氢气，从而提高煤气的质量。另一方面，合理的共同进行氧气与煤层的放热反应和水与煤层的吸热反应可以保障气化工作面的温度均匀，防止局部温度过高造成气化煤灰熔融并附着在气化煤壁上，阻碍煤层的继续气化。
[0030]在本实施例中，当点燃煤层后，煤与气化剂反应生成粗煤气，粗煤气由出气通道4导出。之后进行步骤(4)，具体为如下子步骤:
[0031](4.1)采集粗煤气；
[0032](4.2)检测粗煤气中的水蒸气的体积含量；
[0033](4.3)当体积含量低于5%时，提高水蒸气和富氧气体的体积比；或
[0034]当体积含量高于15%时，降低水蒸气和富氧气体的体积比；或
[0035]当体积含量高于5%且低于15%时，维持水蒸气和富氧气体体积比恒定；
[0036]通过上述步骤(4.1)至步骤(4.3)调整水蒸气和富氧气体的比例形成所述新体积比。
[0037]通过上述步骤，可直观地反应气化剂中富氧气体和水蒸气的比例是否适合当前煤层区域的燃烧状况，并可及时的调节富氧气体和水蒸气比例以得到更高质量的、具有少量水分的粗煤气。换言之，以粗煤气中的水蒸气的体积含量为标准，衡量气化剂中水蒸气和富氧气体的体积比是否合适，即若粗煤气中的水蒸气的体积含量位于5%_15%的范围内，不调节此时气化剂中水蒸气和富氧气体的体积比，并以此时的体积比为新体积比；若粗煤气中的水蒸气的体积含量低于5%时，提高气化剂中的水蒸气和富氧气体的体积比，即在原有气化剂中增加水蒸气，使得水蒸气与富氧气体的体积比增加，直到测得的粗煤气中的水蒸气的体积含量位于5%_15%的范围内，并以此时水蒸气和富氧气体的体积比为新体积比；当粗煤气中的水蒸气的体积含量高于15%时，降低气化剂中的水蒸气和富氧气体的体积比，即在原有气化剂中增加富氧气体，使得水蒸气和富氧气体的体积比降低，直到测得的粗煤气中的水蒸气的体积含量位于5%-15%的范围内，并以此时水蒸气和富氧气体的体积比为新体积比。由此，以粗煤气中的水蒸气的体积含量为标准，确定了气化剂中的水蒸气和富氧气体的新体积比。
[0038]由此，通过调节气化剂中富氧气体和水蒸气的比例，调节粗煤气中水蒸气含量到达预定值，从而可有效地控制粗煤气的质量。另一方面，通过检测粗煤气中的水蒸气的含量，可以直观地反应出气化剂中富氧气体和水蒸气的比例是否适合当前煤层区域的燃烧状况，并可及时的调节富氧气体和水蒸气比例以得到更高质量的、具有少量水分的粗煤气。
[0039]在本实施例中，在完成上述步骤后，还包括步骤(5 ):通过调节气化剂的注入方式，调节气化工作面的温度。具体在本实施例中进行如下步骤:确定气化工作面的最高温度和具有最高温度的区域的位置；
[0040]当最高温度低于1000°C时，通过距离最高温度区域最近的进气通道注入提高富氧气体比例后的气化剂或者注入富氧气体；或
[0041]当最高温度高于1300°C时，通过距离最高温度区域最近的进气通道注入提高水蒸气比例后的气化剂或者只注入水蒸气；
[0042]同时通过经其它进气通道注入辅助气化剂、富氧气体或水蒸气，维持注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比为所述新体积比，即为步骤(4)中确定的新体积比。
[0043]具体而言，例如，在气化工作面移动至最靠近第二进气通道2时，检测得此时气化工作面的最高温度低于1000°c，则将提高富氧气体比例后的气化剂通过第二进气通道2通入至气化通道中，即此处通入的气化剂中的水蒸气与富氧气体的体积比低于上述新体积比，换言之，通过第二进气通道2注入较多的富氧气体，以促进氧气与碳的放热反应的发生，从而提高气化工作面的温度。当然也可以单独通入富氧气体。与此同时，通过其它进气通道(即，除距离最高温度区域最近的进气通道以外的进气通道，在此为第一进气通道I和第三进气通道3)注入辅助气化剂或水蒸气。可理解，辅助气化剂在此处为较具有新体积比的气化剂提高水蒸气比例后的气化剂。换言之，注入辅助气化剂的目的为保证注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比恒等于上述新体积比，由此才能保证在提高气化工作面的温度的同时可以保证粗煤气中带有符合要求含量的、少量的水蒸气，所以在第二进气井2中注入的气化剂中的富氧气体的含量增加时，要通过减少了富氧气体含量的辅助气体来保证注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比恒等于上述新体积比。当然，也可只在第一进气通道I注入辅助气化剂，而在第三进气通道3中仍注入原气化剂。
[0044]又例如，检测得此时气化工作面的最高温度高于1300°C，则将提高水蒸气比例后的气化剂通过第二进气通道2通入至气化通道5中，即此处通入的气化剂中的水蒸气与富氧气体的体积比高于上述新体积比，换言之，通过第二进气通道2注入较多的水蒸气，促进水蒸气与碳的吸热反应的发生，从而降低气化工作面的温度。当然也可以单独通入水蒸气。与此同时，通过第一进气通道I和第三进气通道3注入辅助气化剂或富氧气体。可理解，辅助气化剂在此处为较具有新体积比的气化剂提高富氧气体比例后的气化剂。换言之，注入辅助气化剂的目的为保证注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比恒等于上述新体积t匕，由此才能保证在降低气化工作面的温度的同时保证粗煤气中带有符合要求含量的、少量的水蒸气，所以在第二进气通道2中注入的气化剂中的水蒸气的含量增加时，要通过减少了水蒸气含量的辅助气体来保证注入气化通道5的水蒸气和富氧气体的体积比恒等于上述新体积比。当然，也可只在第三进气通道3注入水蒸气，而第一进气通道I中仍注入原气化剂。
[0045]优选地，可通过测量地面氡值异常推演和/或通过热电偶和/或通过遥感测温仪确定气化工作面的最高温度和具有所述最高温度的区域的位置。
[0046]通过确定气化工作面的最高温度，判断气化工作面的温度是否过高或过低；通过确定具有最高温度的区域的位置，可以确定距离该区域最近的进气通道并由该进气通道注入特定的气化剂(即较原有气化剂，提高或降低了水蒸气和富氧气体的比例的气化剂)，以有针对性地提高或降低该区域的温度；通过其他进气通道注入辅助的气化剂，保证注入到气化通道5中的水蒸气和富氧气体的体积比恒等于上述新体积比，以保证煤气中具有少量的水蒸气。进一步，既避免了气化工作面具有过高或过低的温度，又保证了气化工作面的温度均匀。
[0047]参照图2，本实施例的煤炭地下气化方法包括如下步骤:
[0048](I)建立第一进气通道1、第二进气通道2、出气通道4以及连通第一进气通道1、第二进气通道2、出气通道4的气化通道5 ；
[0049](2)将注气管6通过第一进气通道I送入气化通道5中，将气化剂通过注气管注入气化通道5，其中，气化剂包括水蒸气和富氧气体，水蒸气和富氧气体的初始体积比位于
0.5:1至4:1的范围内；
[0050](3)点燃煤层。
[0051](4)根据产出煤气特点调整水蒸气和富氧气体的比例形成新体积比。
[0052]在本实施例中，由于使用注气管6向气化通道5中注入气化剂，所以第一进气通道
1、第二进气通道2处于关闭状态。完成上述步骤后，煤层在气化通道5中燃烧并产生粗煤气由出气通道4导出。
[0053]在步骤(4)中，本实施例具体执行如下步骤:测量煤气组分，根据当时的气化运行参数，计算气化消耗水量和煤层出水量；
[0054]调节气化剂中的水蒸气的注入量等于所述气化消耗水量减去煤层出水量的差值；
[0055]循环以上两步骤，直至前后两次的水蒸气注入量相差不超过10%，形成水蒸气与富氧气体的新体积比，即适合于当前煤层燃烧状况的的水蒸气和富氧气体的体积比。
[0056]当然，也可使用图1示出的第一个实施例中的方法(即，通过检测粗煤气中水蒸气的含量来调节气化剂中水蒸气和富氧气体的体积比)，来确定新体积比。
[0057]然后执行步骤(5):通过调节气化剂的注入方式，调节气化工作面的温度。具体在本实施例中进行如下步骤:
[0058]确定气化工作面的最高温度和具有最高温度的区域的位置；
[0059]当最高温度低于1000°C时，提高通过注气管注入的气化剂中的富氧气体的比例或者通过注气管仅注入富氧气体；或
[0060]当最高温度高于1300°C时，提高通过注气管注入的气化剂中的水蒸气的比例或者通过注气管仅注入水蒸气；
[0061]同时通过经进气通道注入辅助气化剂、富氧气体或水蒸气，维持注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比为新体积比，即上述步骤(4)中确定的新体积比。
[0062]具体而言，例如，当测得其最高温度低于1000°C，此时提高通过注气管注入的气化剂中的富氧气体的比例或者通过注气管仅注入富氧气体，同时经进气通道(由于通过注气管6注入气化剂，所以进气通道在进行此步骤前均处于关闭状态，)注入辅助气化剂或水蒸气，保证维持注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比恒等于上述新体积比。可理解，辅助气化剂在此处为较具有新体积比的气化剂提高水蒸气比例后的气化剂。换言之，注入辅助气化剂的目的为保证注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比恒等于上述新体积比，由此才能保证在提高气化工作面的温度的同时保证粗煤气中带有符合要求含量的、少量的水蒸气，所以在经注气管6注入的气化剂中的富氧气体含量增加时，要通过增加了水蒸气含量的辅助气体来保证注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比恒等于上述新体积比。当然，也可只由进气通道注入水蒸气。优选地，可由距离气化工作面最近的进气通道注入辅助气化剂。
[0063]又例如，当气化工作面移动至距离第二进气通道2最近的位置时，测得其最高温度高于1300°C，此时提高通过注气管6注入的气化剂中的水蒸气的比例或者通过注气管6仅注入水蒸气，同时经第三进气通道3注入辅助气化剂或富氧气体，保证维持注入气化通道5的水蒸气和富氧气体的体积比为上述新体积比。可理解，辅助气化剂在此处为增加了富氧气体比例后的气化剂。换言之，注入辅助气化剂的目的为保证注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比恒等于上述新体积比，由此才能保证在提高气化工作面的温度的同时保证粗煤气中带有符合要求含量的、少量的水蒸气，所以在经注气管6注入的气化剂中的水蒸气的含量增加时，要通过增加了富氧气体含量的辅助气体来保证注入气化通道5的水蒸气和富氧气体的体积比恒等于上述新体积比。当然，也可只经进气通道注入富氧气体。当然，不局限于上述实施例，若检测得第二进气通道2距离气化工作面的距离小于注气管6的管口距离气化工作面的距离，则经过第二进气通道2注入提高了水蒸气比例的气化剂，而降低通过注气管6注入的气化剂中的水蒸气的比例，以既保持粗煤气中带有少量水蒸气，又降低了气化工作面的温度。
[0064]进一步，改变了水蒸气和富氧气体的比例的气化剂和辅助气化剂的注入位置要依据不同注入点距离气化工作面的距离而定，只要保证在注入气化通道5的气化剂和富氧气体的体积比恒等于新体积比的前提下，调节气化工作面的温度位于1000°C -1300°C的范围中即可，即通过改变了水蒸气和富氧气体的比例的气化剂调节气化工作面的温度，通过辅助气化剂保证注入气化通道5的气化剂和富氧气体的体积比恒等于步骤(4)中确定的新体积比。当然，依据需要调节的气化工作面的温度值，也可选择只注入水蒸气和富氧气体，只要保证注入气化通道5的气化剂和富氧气体的体积比恒等于步骤(4)中确定的新体积比即可。
[0065]优选地，可将粗煤气中的水蒸气冷凝成液态水，将液态水与粗煤气换热后形成水蒸气并用于合成气化剂。将粗煤气中的水蒸气循环使用，既可以减少废水排放和处理的成本，又可以利用粗煤气与冷凝水换热以降低为粗煤气降温的成本。当然，也可直接将液态水与富氧气体混合注入气化通道，将上述水蒸气的体积换算为液态水的体积。
[0066]优选地，收集高盐度废水和/或地表水，将高盐度废水和/或地表水用于合成气化齐U。高盐度废水可以催化煤炭的气化反应，提高气化效率。其中，高盐度废水是指含盐质量分水大于或等于1%的废水。
[0067]以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种煤炭地下气化方法，包括以下依次步骤: (1)建立进气通道、出气通道和将所述进气通道与所述出气通道连通的气化通道； (2)通过所述进气通道注入气化剂，其中，气化剂包括水蒸气和富氧气体，水蒸气和富氧气体的初始体积比位于0.5:1至4:1的范围内； (3)点燃煤层； (4)根据产出煤气特点调整水蒸气和富氧气体的比例形成新体积比。
2.根据权利要求1所述的煤炭地下气化方法，其特征在于， 在步骤(4)中，依次进行如下子步骤: (4.1)采集粗煤气； (4.2)检测粗煤气中的水蒸气的体积含量； (4.3)当所述体积含量低于5%时，提高水蒸气和富氧气体的体积比；或 当所述体积含量高于15%时，降低水蒸气和富氧气体的体积比；或 当所述体积含量高于5%且低于15%时，维持水蒸气和富氧气体体积比恒定， 通过上述步骤(4.1)至步骤(4.3)调整水蒸气和富氧气体的比例形成所述新体积比。
3.根据权利要求1所述的煤炭地下气化方法，其特征在于， 在步骤(4)中: 测量煤气组分，根据当时的气化`运行参数，计算气化消耗水量和煤层出水量； 调节气化剂中的水蒸气的注入量等于所述气化消耗水量减去煤层出水量的差值； 循环以上两步骤，直至前后两次的水蒸气注入量相差不超过10%，形成水蒸气与富氧气体的所述新体积比。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的煤炭地下气化方法，其特征在于，还包括步骤(5): 通过调节气化剂的注入方式，调节气化工作面的温度。
5.根据权利要求4所述的煤炭地下气化方法，其特征在于， 在所述步骤(1)中:建立至少两个进气通道； 在所述步骤(2)中:通过至少一个进气通道注入气化剂； 在所述步骤(5)中: 确定气化工作面的最高温度和具有所述最高温度的区域的位置； 当所述最高温度低于1000°C时，通过距离所述最高温度区域最近的进气通道注入提高富氧气体比例后的气化剂或者注入富氧气体；或 当所述最高温度高于1300°C时，通过距离所述最高温度区域最近的进气通道注入具有提高水蒸气比例后的气化剂或者只注入水蒸气； 同时通过经其它进气通道注入辅助气化剂、富氧气体或水蒸气，维持注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比为所述新体积比。
6.根据权利要求4所述的煤炭地下气化方法，其特征在于， 在所述步骤(1)中:建立至少两个进气通道； 在所述步骤(2)中:将注气管通过一个进气通道送入所述气化通道，将气化剂通过所述注气管注入所述气化通道； 在所述步骤(5)中:确定气化工作面的最高温度和具有所述最高温度的区域的位置； 当所述最高温度低于1000°c时，提高通过注气管注入的气化剂中的富氧气体的比例或者通过注气管仅注入富氧气体；或 当所述最高温度高于1300°c时，提高通过注气管注入的气化剂中的水蒸气的比例或者通过注气管仅注入水蒸气； 同时通过经进气通道注入辅助气化剂、富氧气体或水蒸气，维持注入气化通道的水蒸气和富氧气体的体积比为所述新体积比。
7.根据权利要求1所述的煤炭地下气化方法，其特征在于， 步骤(2)中:水蒸气和富氧气体的初始体积比位于1.5:1-3:1的范围内。
8.根据权利要求1所述的煤炭地下气化方法，其特征在于， 气化剂的注入压力等于静水压力值±0.3MPa。
9.根据权利要求1所述的煤炭地下气化方法，其特征在于，还包括:将粗煤气中的水蒸气冷凝成液态水； 将所述液态水与粗煤气换热后形成水蒸气并用于合成气化剂。
10.根据权利要求1所述的煤炭地下气化方法，其特征在于，还包括:收集高盐度废水和/或地表水； 将所述高盐度废水和/或`地表水用于合成气化剂。
【文档编号】E21B43/295GK103556979SQ201310528454
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】毕继诚, 陈 峰, 庞旭林, 潘霞 申请人:新奥气化采煤有限公司