[发明专利]确定煤炭地下气化过程中气化工作面长度的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭气化技术，尤其涉及一种确定煤炭地下气化过程中气化工作面长度的方法、系统及装置。

背景技术

煤炭地下气化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。煤炭地下气化也即化学采煤，相对于传统的通过建井进行采煤的物理采煤，具有安全性好、投资少、效益高、污染少等优点。

在煤炭地下气化过程中，气化剂由进气孔到出气孔在煤层中所形成的通道为气化通道。在气化通道中发生化学反应的区域为气化区，也即气化工作面，该区域的长度为气化工作面长度。

煤炭地下气化产生的可燃气体也即煤炭地下气化生产的产品--煤气。煤气品质好坏是评价该煤炭地下气化工艺优劣的最重要指标，由氢气(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)等有效组分含量的高低决定。而有效组分的生成主要有赖于在煤层内的气化工作面上所发生的化学反应，并且煤层发生化学反应的程度与气化工作面的长度密切相关，所以气化工作面的长度是影响煤炭地下气化工艺技术的重要因素。

但是，由于煤炭地下气化通道是在地下的煤层中，深度难度加之气化过程中煤层燃烧所形成的高温，使得确定煤炭地下气化过程中的气化工作面长度的难度较大。

发明内容

本发明的目的在于提出一种确定煤炭地下气化过程中气化工作面长度的方法、装置及系统，以降低确定煤炭地下气化过程中的气化工作面长度的难度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种确定煤炭地下气化过程中气化工作面长度的方法，包括：

根据煤炭地下气化现场搭建气化模拟平台；

从所述气化模拟平台获取监测数据，所述监测数据包括所述气化模拟平台开始气化后不同时刻的温度场、气化输出的煤气组分、煤气流量、污染物析出量及煤气温度；

根据所述气化模拟平台在所述不同时刻的温度场确定所述气化模拟平台在所述不同时刻的气化工作面长度，并根据所述气化模拟平台在所述不同时刻气化输出的煤气组分和煤气流量，得到所述气化模拟平台在所述不同时刻的热解煤量；

根据所述气化模拟平台在所述不同时刻的气化工作面长度、热解煤量、污染物析出量及气化输出的煤气温度，确定所述煤炭地下气化现场的气化工作面长度与污染物析出量、热解煤量和气化通道出口煤气温度之间的关系；

根据确定的所述关系，以及从所述煤炭地下气化现场的出气孔获取输出的煤气组分、煤气流量、污染物析出量及所述出气孔输出的煤气温度，得到所述煤炭地下气化现场的地下煤层中的气化工作面长度。

一种确定煤炭地下气化过程中气化工作面长度的装置，包括：

数据获取模块，用于从根据煤炭地下气化现场搭建的气化模拟平台获取监测数据，所述监测数据包括所述气化模拟平台开始气化后不同时刻的温度场、气化输出的煤气组分、煤气流量、污染物析出量及煤气温度；

数据分析模块，用于根据所述气化模拟平台在所述不同时刻的温度场确定所述气化模拟平台在所述不同时刻的气化工作面长度，并根据所述气化模拟平台在所述不同时刻气化输出的煤气组分和煤气流量，得到所述气化模拟平台在所述不同时刻的热解煤量；

关系确定模块，用于根据所述气化模拟平台在所述不同时刻的气化工作面长度、热解煤量、污染物析出量及气化输出的煤气温度，确定所述煤炭地下气化现场的气化工作面长度与污染物析出量、热解煤量和气化通道出口煤气温度之间的关系；

长度确定模块，用于根据所述关系确定模块确定的所述关系，以及从所述煤炭地下气化现场的出气孔获取输出的煤气组分、煤气流量、污染物析出量及所述出气孔输出的煤气温度，得到所述煤炭地下气化现场的地下煤层中的气化工作面长度。

一种确定煤炭地下气化过程中气化工作面长度的系统，包括气化模拟平台和上述确定煤炭地下气化过程中气化工作面长度的装置，所述气化模拟平台用于为所述装置提供模拟数据，所述装置用于根据所述气化模拟平台提供的模拟数据确定所述煤炭地下气化现场的气化工作面长度与污染物析出量、热解煤量和气化通道出口煤气温度之间的关系，并根据确定的关系以及从所述煤炭地下气化现场的出气孔获取输出的煤气组分、煤气流量、污染物析出量及所述出气孔输出的煤气温度，得到所述煤炭地下气化现场的地下煤层中的气化工作面长度。