180000. lajstromszámú szabadalom • Eljárás éghető kőzetek telepeinek földalatti elgázosítására
9 180000 10 A 15 szerelvény-fedelet a hozzáerősített 14 termelőcsővel együtt megemeljük annyira, hogy a résen keresztül a felizzított faszenet vagy kokszot a szükséges mennyiségben a 11 kúton keresztül az 1 telepbe juttassuk. Ezután a 15 szerelvényfedelet megfelelő hőálló tömítés alkalmazásával csavarokkal a szerelvényhez erősítjük. A begyújtás már azzal megkezdődik, hogy a magas hőmérsékletű 41 faszén az 1 teleppel érintkezik és a vele közvetlenül érintkező rétegeket hővezetéssel felmelegíti. Mielőtt a 41 faszén a gyulladáspontja alá hűlne a 14 termelőcsövön keresztül levegőt nyomnak le, miközben a 12 adagolószelepet és a 13 elvezető szelepet is zárva tartjuk. A levegő adagolása közben a térben a nyomás növekszik és a levegő adagolást addig folytatjuk, amíg az el nem éri a 2 fedőréteg nyomásállóságának határát. Ezután a 13 elvezető szelepet kinyitva a 11 kúton keresztül a képződő gázokat kiengedjük, miközben a nyomás fokozatosan csökken. Közben a 14 termelőcsövön az adagolás mértékét csökkentjük, esetleg le is állítjuk. Amikor a kútban a nyomás lecsökken a külső nyomás közelébe, a 13 elvezető szelepet lezárjuk és a 14 termelőcsövön a levegő adagolást megkezdjük, illetve teljes adagolási sebességre állítjuk. A ciklusokat egymás után folyamatosan ismételjük. Minden ciklus alatt bekerül a 41 faszéntömeg üregeibe a nyomás emelkedése során annyi oxigén, hogy azt izzásban tartsa. Közben az 1 telep szene az érintkező rétegben lepárlódik, a lepárlási gázok elégve hőt fejlesztenek. A lepárlódás során a szénben üregek képződnek, ahová a levegő szintén behatol. A felmelegedő szén megszáradva szintén üreget eredményez. A telep elkokszosodott része is elgázosodik a levegő oxigénjétől egyre nagyobb hőt fejlesztve. Az ismétlődő ciklusok közben a beengedett faszén ugyanis felülről lefelé állandóan fogy, de ezt többszörösen pótolja a sugárirányban bővülő kokszosodott, lepárlódó és száradó szén. Még mielőtt a lejuttatott faszén elfogyna az 1 telepben elegendő felizzított elkokszosodott, lepárlódás és száradás alatt levő szén keletkezik, és a folyamat önfenntartóvá válik. Az ismétlődő ciklusok folyamatát csak akkor szakítjuk meg, ha a 11 kút körül kialakult üreg legalább kétszer meghaladja a 11 kút 2 fedőben levő térfogatát. Ekkor a kútból a 14 termelőcsövét eltávolítjuk, a kútszerelvényt egy fedővel lezárjuk és megkezdhetjük a kút üzemeltetését. Az eljárás eredményes működésére jellemző az, hogy a passzív zónát képviselő 21 salakzóna térfogatához képest az aktív zónát alkotó 22 reakció, 23 lepárlási és 24 száradási zóna térfogata minél nagyobb arányú legyen. Annál nagyobb maximális nyomást kell alkalmaznunk a generátor működéséhez minél nagyobb a paszszív zóna viszonylagos térfogata az aktív zóna térfogatához képest. A kívülről lenyomott elgázosító anyag csak úgy tud bejutni a reakció zónába, ha a nyomás olyan nagy lesz, amelynél a passzív zóna térfogatában levő gázok bekerülnek az aktív zónába, vagyis a két zónában az összgázmennyiség az aktív zóna térfogatára zsugorodik össze. Amikor a nyomás növekedésének a geológiai illetve a környezeti feltételek nem szabnak határt — mint például a vékony fedőréteg — akkor a magas passzív/aktív zóna térfogataránya gazdasági szempontból hátrányos, kivéve, ha a gáz magas nyomási energiáját is hasznosítjuk. Az aktív/passzív zóna térfogatarány a generátor beindítása során elegendő nagy ahhoz, hogy minden feltételt kielégítsen. A generátor öregedése során azonban a passzív zóna automatikusan állandóan növekszik, de az aktív zóna térfogata nem nő vele együtt. A generátor az üzemelés következtében eljut egy olyan mérethez, amikor a szükséges magas nyomás környezeti vagy gazdaságossági akadályok miatt tovább nem fokozható. Ezért az egy generátorral elgázosítható szénterület — melyet generátormezőnek nevezünk — méretének növelése és a gazdaságosság fokozása érdekében különböző technológiai megoldásokkal csökkenthetjük a passzív/ aktív zóna arány értékét az üzemelés során. Ezt két úton valósíthatjuk meg, egyrészt csökkenteni tudjuk a passzív zóna térfogatát, másrészt az aktív zónán belül a fix széntartalom elgázosításának lassítása mellett ahhoz viszonyítva növeljük a lepárlás és a szárítás sebességét. Az elméleti feltételek biztosítására több gyakorlati megvalósítási lehetőségünk van. A passzív zóna térfogatcsökkentésére egy példa szerinti megoldást jelent, ha a 21 salakzónába iszapot engedünk amely az üregtérfogat egy részét kitölti. Az iszap elpárolgó víztartalma az elgázosító anyag vízgőztartalmát növeli. Az iszapadagolást olyan ütemben lehet alkalmazni, amely az elgázosító anyag vízgőztartalmát nem növeli olyan mértékben, hogy a 22 reakció zóna miatt az üzemelési hőmérséklet alá hűljön le. A passzív zóna térfogatának csökkentésére egy másik lehetőség a 21 salakzóna maximális hőmérsékleténél alacsonyabb olvadáspontú porok adagolása az elgázosító anyaghoz. Ebben az esetben az elgázosító anyaggal együtt a por bejut a 21 salakzónába, ahol a hidegebb rétegben csak kevés mértékig rakódik le, míg a kúttól távolabb levő melegebb rétegekben a szemcsék megolvadva a felületre tapadnak. A hidegebb részeknél esetleg megrekedt szemcsék egy része a későbbi ciklusokban előre sodródnak. Az aktív zónán belül a lepárlás és a száradás sebességének növelésére példaszerű megoldásként alkalmazhatjuk az elgázosító anyag előmelegítését. Ebben az esetben a 22 reakció zóna fix ütemű marad, de a hőmérséklet megnő, a 23 lepárlási zónában és a 24 száradási zónában szállított hő mennyisége is megnő. A magasabb hőmérsékletű 22 reakció zónából ezen felül vezetéssel is több hő áramlik a 23 lepárlási és 24 száradási zónába. Mindez ciklusonként több szén lepárlódását és száradását jelenti, nagyobb aktív zónát eredményezve. A megoldás egy másik példája lehet a ciklusok idejének megnövelése azzal, hogy egyúttal a ciklus minimális nyomását is csökkentjük. Eb-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
