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invention
Fédération de Russie Patent RU2287056

PROCÉDÉ DE PRODUCTION D'ÉLECTRICITÉ situ des veines de charbon

PROCÉDÉ DE PRODUCTION D'ÉLECTRICITÉ situ des veines de charbon

Nom de l'inventeur: Puchkov Lev (RU); Vasyuchkov Yury Fedorovitch (RU); Boris Vorobyov (RU)
Le nom du titulaire du brevet: Moscow State University Mining (Université d' Etat de Moscou Mining) (RU)
Adresse de correspondance: 119991, Moscou, Leninsky Prospect, 6, Université d' Etat de Moscou Mining, office des brevets
Date de début du brevet: 17.05.2005

Utilisation: se réfère à l'industrie minière et peut être utilisé pour produire de l' énergie électrique dans l'exploitation des gisements de charbon avec des fournitures conditionnés et de qualité inférieure. Il permet une utilisation plus efficace du charbon de l'énergie et de méthane pour réduire les émissions de gaz produits par la combustion du charbon. Dans le même temps procéder à un dégazage et carbonification formation à différents sites. Le gaz produit dans le gazéificateur produit souterrain se rapporte à un nettoyage mécanique et chimique. Le gaz purifié est traitée avec de l'eau en présence d'un métal-carbonyle et dans un milieu alcalin. De plus, le gaz obtenu est mélangé avec du méthane et de dégazage direct à la vapeur d'eau de traitement en présence d'un catalyseur au nickel. Après refroidissement, le mélange gazeux circule dans le filtre avec de l'oxyde de calcium, puis parogazoturbogenerator où l'énergie électrique est générée.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne l'industrie minière et peut être utilisé pour produire de l' énergie électrique dans l'exploitation des gisements de charbon avec stocks conditionné et inférieure à une assez haute de leur teneur en gaz (plus de 8-10 m 3 / t).

procédé connu de la gazéification du charbon, suivie de la production d'énergie, comprenant: l' obtention d' un gaz méthane et du générateur de synthèse, qui sont des sources d'énergie pour produire de l' électricité [1].

L'inconvénient de cette méthode est que la source d'énergie contient une quantité importante de dioxyde de carbone qui réduit la valeur de l' énergie.

Procédé de production d' électricité dans les veines de charbon in situ, qui comprend le forage d'injection et de gaz chauds puits de dégazage réservoir par l'aspiration du méthane à travers le trou dans une partie de la formation avec simultanée générateur de gaz souterrain uglegazifikatsiey sur une autre formation de site, un nettoyage mécanique et chimique du gaz de générateur, un mélange de gaz purifié le dégazage et la production de gaz méthane et d'un générateur d'énergie à turbine à vapeur dans un cycle combiné [2].

Les inconvénients de cette méthode sont les suivantes :

  • gaz de carburant faible valeur calorifique dirigé dans la turbine gaz-vapeur;
  • émission d'oxydes d'azote dans l'atmosphère;
  • dégazage du dioxyde de carbone;
  • faible niveau d'énergie utile du charbon à la place de son apparition;
  • absence d'une utilisation intégrée du combustible gazeux qui en résulte.

L'objet de l'invention est une utilisation plus efficace de l' énergie et du charbon méthane contenu dans ce, en raison de la suppression d'un mélange de génération de gaz et non-inflammables composants du méthane de dégazage, et une réduction significative des émissions de gaz produits par la combustion du charbon.

Cet objectif est atteint par un procédé pour produire de l' électricité dans les veines de charbon in situ implique l' injection de forage et de puits de gaz chauds dégazage réservoir par aspiration du méthane à travers le trou de forage dans une partie de la formation avec simultanée gazéificateur souterraine uglegazifikatsiey à un autre emplacement de la formation, le nettoyage mécanique et chimique du générateur de gaz en mélangeant le gaz purifié avec du méthane de dégazage et de production d'énergie électrique à turbine à gaz et générateur de vapeur, depuis le générateur de gaz produit d'hydrogène purifié dans un milieu alcalin et en présence d'un carbonyle de métal dans un réacteur à faible en hydrogène à la température, puis le mélange résultant à la sortie du réacteur est enrichi de méthane de dégazage suivie d'un traitement du mélange avec de l'eau la vapeur d' eau à une température de 800 à 900 ° C et en présence d'un catalyseur au nickel dans un réacteur à haute température, l'hydrogène, après quoi le mélange gazeux est refroidi dans un échangeur de chaleur, passe à travers un filtre avec de l' oxyde de calcium et envoyée au générateur de gaz et turbine à vapeur, qui est alimenté à travers le mélangeur d'échangeurs de chaleur à vapeur.

En outre, pour augmenter la chaleur de combustion du mélange gazeux obtenu à la sortie du filtre, il est chauffé à une température de 1800-1900 ° C pour produire de l' ammoniac et de l' élimination subséquente.

Le dessin montre un diagramme schématique de la production d'énergie électrique sur le site d'apparition des filons de charbon.

PROCÉDÉ DE PRODUCTION D'ÉLECTRICITÉ situ filons de charbon. Fédération de Russie Patent RU2287056

Une méthode de production d'électricité sur le site d'apparition des veines de charbon comme suit.

Sur un site portant des veines de charbon réalisée avec aspiration de dégazage du méthane par l'intermédiaire du trou de forage foré 1 de la surface, et une autre partie de la gazéification du charbon est réalisée simultanément dans le gazéificateur souterrain. Le procédé de gazéification souterraine est réalisée par l'injection du gaz d'échappement 2 et 3 puits. Le gaz produit brut (SCH), ayant une température de 1000-1500 ° C, refroidi à une température atmosphérique de 15 à 25 ° C dans l'échangeur de chaleur 4 et envoyé au nettoyage mécanique des impuretés minérales dans le cyclone 5. En outre le traitement chimique est effectué dans le générateur de gaz deux étapes: l' obtention du sulfure d' hydrogène (H2S) dans le réacteur 6 à une température de 150 à 200 ° C , par réaction:

et la récupération du soufre à partir de sulfure d'hydrogène par refroidissement dans l' échangeur de chaleur 7 et le composé avec un liquide acide dans l'absorbeur 8. Le générateur de gaz à une température de 30 à 40 ° C est envoyé dans le réacteur à l' hydrogène à basse température (RAP) 9 qui , dans le milieu alcalin , en présence de carbonyle métal [M (CO) ] Est une réaction de monoxyde de carbone avec de l'eau:

Ensuite , le mélange obtenu est réalisée avec un gaz de dégazage du méthane en connectant la ligne de sortie du réacteur à méthane RAP 9, dans lequel le mélange contient les composants suivants: N 2, H 2, CH 4 et CO 2.

Pour la transformation du méthane en hydrogène, le mélange a été soumis à la vapeur d'eau à une température de 800-900 ° C en présence d'un catalyseur au nickel dans un réacteur d'hydrogène élevée (BBP) 10, dans lequel la réaction a lieu:

A la sortie 10 se produit le mélange WWR constitué de N 2, H 2 et du CO 2, qui est refroidi à une température de 20 à 30 ° C dans l' échangeur 11. Le mélange obtenu à une température de 20 à 30 ° C est envoyé à un filtre 12 avec de l' oxyde de calcium (chaux vive chaux), dans lequel la réaction d'absorption du dioxyde de carbone et la formation de carbonate de calcium:

qui va à perdre.

De l'échangeur de chaleur 4, 7, 11, à la vapeur entre dans le mélangeur 13 et plus au générateur de turbine à vapeur 14 pour produire l'électricité. Le mélange gazeux provenant de la sortie du filtre 12 est composé d'hydrogène (80%) et azote (moins de 20%) est envoyée à un générateur de turbine 15, en formant un générateur de 14 l' unité d'alimentation en énergie 16. L'hydrogène de la turbine à vapeur a un pouvoir calorifique élevé, ce qui permet d' augmenter considérablement la production l'électricité.

Pour la purification d' un mélange d' hydrogène et d'azote avec une sortie d'azote provenant du filtre 12 , il est dirigé vers le réacteur-chaudière (RN) 17, qui , sous l'influence d'une température de 1800-1900 ° C, la réaction de l' ammoniac:

À éliminer l'ammoniac à partir de mélanges avec de l'hydrogène refroidis à une température de 20 à 30 ° C par la chaleur résiduelle du réfrigérateur (HU) 18 et dirigés vers le réacteur 19 où l'ammoniac en présence d'eau passe dans l'ammoniaque (ammoniac) par la réaction:

qui va au recyclage. L'hydrogène produit provenant du réacteur 19 est envoyé à une turbine 15 et un générateur sur des réactions chimiques dans des réacteurs 6 et 17.

Ainsi, le procédé décrit permet une utilisation plus efficace de l'énergie naturelle du charbon et de méthane contenu dans celui - ci, 8-10 à 27-30%, et et de réduire les émissions nocives et les gaz à effet de serre (NO x, SO x, CO 2 et CH 4) dans l'atmosphère aux normes environnementales internationales.

SOURCES D'INFORMATION

  1. SU, №1800010 sur pl. E 21 43/295. Bull. №9 du 09/07/93.
  2. Brevet RF №2100588 sur pl. E 21 43/295. Bull. №36 du 27/12/97 (prototype).

REVENDICATIONS

  1. Procédé de production d'électricité dans les veines de charbon in situ, qui comprend le forage d'injection et de gaz chauds puits de dégazage réservoir par l'aspiration du méthane à travers le trou dans une partie de la formation avec simultanée générateur de gaz souterrain uglegazifikatsiey sur une autre formation de site, un nettoyage mécanique et chimique du gaz de générateur, un mélange de gaz purifié à partir du dégazage le méthane et la production d'énergie électrique à turbine à gaz et générateur de vapeur, caractérisé en ce qu 'à partir du générateur de gaz produit d'hydrogène purifié dans un milieu alcalin et la présence du groupe carbonyle de métal dans un réacteur à faible en hydrogène à la température, puis le mélange résultant à la sortie du réacteur est enrichi de méthane de dégazage suivie d'un traitement du mélange avec de la vapeur d'eau à une température 800-900 ° C et en présence d'un catalyseur au nickel dans un réacteur à haute température, l'hydrogène, après quoi le mélange gazeux est refroidi dans un échangeur de chaleur, passe à travers un filtre avec de l'oxyde de calcium et envoyée au générateur de gaz et turbine à vapeur, qui est alimenté à travers le mélangeur d'échangeurs de chaleur à vapeur.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour augmenter la valeur calorifique du mélange gazeux obtenu à la sortie du filtre, il est chauffé à une température de 1800-1900 ° C pour produire de l'ammoniac et de l'élimination subséquente.

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Date de publication 23.11.2006gg