180000. lajstromszámú szabadalom • Eljárás éghető kőzetek telepeinek földalatti elgázosítására
7 180000 8 ból a passzív zóna felé áramló első időszak gázainak érintkezési határán az elgázosító anyag és a reakció zónából kiáramló gázok között keveredés és kémiai átalakulás történik. Így az elgázosító anyag oxigénje a szénmonoxiddal széndioxidot 2CO + 02 = 2C02 (5) a hidrogén vízgőzt 2Ha + Oj = 2H20 (6) a metán széndioxidot és vízgőzt CH-, + 202 = CO2 + 2HoO (7) ad. Emiatt a kiáramló gázokban a változatlan első frakciót az inert gázokat tartalmazó második frakció fogja követni. Ez a keveredési és átalakulási folyamat all kút talpáig lejátszódik. Harmadik frakcióként azok a gázok áramlanak ki, amelyek elgázosító anyagból a kompressziós ütem alatt bekerülnek a 22 reakció zónába, illetve azon keresztül jutottak. Amelyek csak a 22 reakció zónába jutottak, azok nem tartalmaznak sem lepárlási gázokat, sem a szén nedvességéből származó vízbomlás hidrogénjét és szénmonoxidját. A harmadik frakció vége felé egyre nagyobb mennyiségben tartalmazza a lepárlás krakkolási termékeit és a szén bomlásából és a nedvességből származó szénmonoxidot és hidrogént, melyeket a 23 lepárlási zónába bekerült gázok a visszaáramláskor magukkal visznek a 22 reakció zónába. A kiáramló negyedik frakció teljes egészében a lepárlási gázokból, azok krakkolási termékeiből, a bomlásvízből és száradási vízből keletkezett szénmonoxidból és hidrogénből áll. A hármas és négyes frakciót, mivel mindkettő éghető gázokból áll együtt is fel lehet használni, de egymástól elkülönítve egy értékesebb és egy kevésbé értékes gázt kapunk. Az egyes zónák az expanziós ütem alatt jellegüknek megfelelően működnek. A regenerátorként működő 21 salakzónán keresztülhaladó gázok az expanziós ütem során lehűlnek, miközben a zóna felmelegszik, a kompressziós ütem során leadott hője fokozatosan pótlódik. A zónába ezen felül a teljes ciklus mindkét ütemében áramlik hő a 22 reakció zóna magasabb hőmérséklete miatt. A 22 reakció zónán az expanziós ütem alatt beáramló vagy azon keresztülhaladó gázok a hőmérséklet magasságának megfelelő átalakuláson esnek át. A lepárlási gázok magasabb hőmérséklet esetén jobban, alacsony hőmérséklet esetén kevésbé krakkolódnak. A bekerülő vízgőz a hőmérsékletre jellemző egyensúly értékig szénmonoxidra és hidrogénre bomlik. A 23 lepárlási zónában a nyomáscsökkenés miatt az expanziós ütem alatt történik a lepárlási vagy más néven kigázosítás, és egyúttal a kompressziós ütem alatt kondenzálódott lepárlási gázok is újból gázzá alakulnak. A kigázosítás mértéke attól függ, hogy a kompresziós ütem alatt mennyi hő halmozódott fel és hőelvezetéssel mennyi hő jut a teljes ciklus alatt a 23 lepárlási zónába. Az expanziós ütem végén a hő egy részét az is felemészti, hogy a 24 száradási zónából ezen átáramló vízgőz felmelegítve kerül át a 22 reakció zónába. A 24 száradási zónában szintén a nyomáscsökkenés miatt történik az expanziós ütem alatt a szén száradása. A száradás során elpárolgott víz mennyisége a teljes ciklus alatt a hőmérséklet gradiens miatt a zónába be- és kiáramlott hőtől és a kompressziós ütem alatt felhalmazódott hő mennyiségétől függ. A 24 száradási zóna hőmérséklete nagyobb mint az elgázosításra kerülő telep hőmérséklete, így a zónából a generátor határán túlra a kialakult hőmérsékletgradiensnek megfelelő áramlással kerül át hő. Az expanziós ütem akkor fejeződik be, amikor a kiáramló gázok nyomása a ciklus tervezett minimális nyomására csökken. A 13 elvezető szelepet lezárva az expanziós ütem és ezzel együtt egy teljes ciklus is befejeződik. Az egymás után következő ciklusok alapfolyamatai megegyeznek ugyan egymással, de a függetlenkutas generátor belső állapota és környezete minden ciklus után megváltozik, és így az egymás után következő ciklusok paraméterei is megváltoznak. Megnövekszik többek között az egyes zónák közötti határok sugara, az egyes zónák üregtérfogata, a zónákon belül kialakuló hőmérsékletgradiens meredeksége. Ennek meglelően esetleg a ciklusok minimális és maximális nyomását is változtatni kell, növelni kell a ciklusonkénti injektált gáz mennyiségét. A független kút előkészítési és begyújtási módszerei eszközeiben nem térnek el a hagyományosan használatos generátorok eszközeitől. A kút lefúrása teljesen megegyezik az egyéb módszerekkel. A kút szerelvényei annyiban változnak, hogy az elgázosító anyagok Ieáramlását és a termék gázok más irányba történő elvezetését szeleprendszerrel kell megoldani. Ezenfelül a kút begyújtásánál gondoskodni kell a begyújtáshoz szükséges anyag vagy energia lejuttatásához szükséges szerelvényről. A kút beindítása a begyújtással kezdődik. A begyújtás többféle technológiával történhet. Minden módszer lényege közös abban, hogy a lyuk környezetében levő szenet illetve széntartalmú kőztet fel kell melegíteni olyan hőmérsékletre, hogy a lejuttatott elgázosító anyag hatására a folyamat már annyi hőt termeljen amennyi az elért hőmérsékletet nem csökkenti. Ebből a szempontból nemcsak a kőzet hőmérséklete, hanem a felmelegedett kőzet mennyisége is lényeges. A 2. ábra a többféle lehetséges begyújtási módszer egy példa szerinti megvalósítási lehetőségét mutatja. A külszínen olyan mennyiségű faszenet vagy kokszot izzítunk fel, amely az 1 telepben fúrt lyukszakaszt teljesen meg tudja tölteni. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
