[发明专利]监测煤炭地下气化工作面温度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭地下气化技术，尤其涉及一种监测煤炭地下气化工作面温度的方法。

背景技术

煤炭地下气化技术是一种将埋藏在地下的煤炭进行直接的、有控制的燃烧，通过煤的热作用及化学作用，产生可燃气体的过程。煤炭地下气化变传统的物理采煤为化学采煤，代替传统的建井、采煤、地面气化过程，具有安全性好、投资少、效益高、污染少等优点。

在煤炭地下气化工艺过程中，气化工作面的温度是影响煤气关品质的主要因素之一。目前，国内外对煤炭地下气化工艺过程相关参数的监测手段主要有：(1)热电偶法，该法主要用来监测煤炭地下气化过程中井底温度；(2)测氡法，该法主要应用于对煤炭地下气化过程中燃空区变化的监测；(3)其他方法，如物探法、热重法等。这些方法，基本上都是对地下气化工作面的直接监测，这在一定程度上可为实现地下气化的控制提供依据，然而由于底层地质的复杂性等特点，这些监测方法存在监测周期长、监测设备安装复杂、监测数据模糊等缺点。

经有关研究发现，在煤炭地下气化过程中，会因气化工作面温度不同而产生不同的污染物，这些污染物与气化燃空区内涌水会随煤气排出地面，以冷凝水的形式出现。并且，冷凝水中污染物的监测方法是已知的。

发明内容

本发明提供了一种监测煤炭地下气化工作面温度的方法，是通过监测煤炭地下气化产生的煤气中的污染物的量来间接监测煤炭地下气化工作面的温度，从而实现对煤炭地下气化运行状态的监测。本专利提出的监测煤炭地下气化工作面温度的方法简单易行、所获得的数据准确可靠、不需要复杂的设备，成本低。

本发明所述的监测煤炭地下气化工作面温度的方法，包括以下步骤：建立煤炭热解温度与污染物的定量关系的模型方程，所述污染物存在于煤炭热解气化所产生的煤气中；在煤炭地下气化过程中监测煤气中的污染物的量；根据煤气中的污染物的量和所述模型方程计算煤炭地下气化工作面的温度。

根据本发明的一个实施例，在煤炭地下气化过程中监测煤气中的污染物的量包括：用国家标准分析方法分析污染物指标。

根据本发明的一个实施例，所述污染物指标包括：氨氮指标、硫化物指标、化学需氧量指标。

根据本发明的一个实施例，建立煤炭热解温度与污染物的定量关系的模型方程的步骤包括：通过煤炭气化模型试验获得煤炭在一系列热解温度下气化所产生的污染物的污染物指标的数据；利用统计软件对温度数据和污染物指标的数据进行分析，建立煤炭热解温度与污染物的定量关系的模型方程。

根据本发明的一个实施例，所述煤炭气化模型试验包括以下步骤：

a)选定使煤炭热解气化的一系列热解温度；

b)分别在选定的一系列热解温度下进行实体煤的热解气化，同时收集热解气化产生的煤气中的污染物；

c)测定污染物指标，获得在一系列热解温度下的污染物指标的数据。

根据本发明的一个实施例，所述统计软件为SPSS软件。

根据本发明的一个实施例，通过所述SPSS软件建立的煤炭热解温度与污染物的定量关系的模型方程为：

其中：T_热解、C_氨氮、C_硫化物、C_COD分别是指热解温度(℃)、氨氮质量(mg)、硫化物质量(mg)、COD(化学需氧量)质量(mg)。

为了使本发明的目的、特征及优点能更加明显易懂，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是根据本发明的煤炭气化模型试验设备的组成的示意图。

具体实施方式

以下仅通过例子说明本发明的具体实施方式。本发明亦可通过其它不同的方式加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可在不背离本发明的总体构思的情况下进行各种调整与变更。再者，附图仅以示意方式说明本发明的基本构想，而非用于限制本发明。

图1是本发明的煤炭气化模型试验设备的组成的示意图。如图1所示，煤炭气化模型试验设备包括：载气装置1、多功能热解气化炉2、牛角洗气瓶4、冷凝槽5、流量计6以及连接上述各部件的气体管道。载气装置1中装入作为载气的氮气。实体褐煤3在多功能热解气化炉2中进行热解气化。多功能热解气化炉2内置控制程序，以控制热解过程自动进行。并且，多功能热解气化炉具有显示面板和控制面板，在显示面板上显示各种控制信号，控制面板上设置有各种操作键，以便操作人员进行设定试验参数，启动热解程序等操作。