[发明专利]煤炭地下气化炉助燃材料注入系统及方法

权利要求书

1.煤炭地下气化炉助燃材料注入系统，其特征在于：包括控制中心、气化剂供应系统、助燃材料供应系统、注气管道、出气管道、气象色谱仪和温度传感器，气化剂供应系统的出口和助燃材料供应系统的出口均与注气管道的进口连接，注气管道的出口与气化炉的进口连接，出气管道的进口与气化炉的排气口连接，控制中心、气化剂供应系统、助燃材料供应系统和气象色谱仪均设置在地面上，气象色谱仪的监测端，温度传感器设置在邻近气化炉处，气化炉上设有点火装置，控制中心通过同轴电缆分别与气化剂供应系统、助燃材料供应系统、气象色谱仪、温度传感器和点火装置连接；

气化剂供应系统包括气化剂调配装置，气化剂调配装置的出气口通过供气管与注气管道的进口连接，供气管上设有流量调节阀和流量计；

助燃材料供应系统包括支架、助燃剂储集罐、电动机、变速器和小型螺旋输送机，电动机、变速器和小型螺旋输送机均设置在支架上，电动机通过变速器与小型螺旋输送机的动力输入端传动连接，小型螺旋输送机的一端顶部设置有进料口，小型螺旋输送机的另一端底部设置有出料口，助燃剂储集罐下端口与小型螺旋输送机的进料口连接，小型螺旋输送机的出料口与注气管道的进口连接；

小型螺旋输送机的螺旋输送轴的直径为100 mm，螺旋输送轴上的螺旋叶片的螺距为100 mm，螺旋输送轴的长度1 m；变速器的转速分为三个档位：71 r/min、90 r/min、112 r/min，该转速与小型螺旋输送机对应的输送能力为1.1 m³/h、1.4 m³/h、1.9 m³/h；

煤炭地下气化炉助燃材料注入系统的注入方法，包括以下步骤：

（1）在目标煤层处设置气化炉，安装并对应连接煤炭地下气化炉助燃材料注入系统；

（2）启动气化剂调配装置，用纯氧作为气化剂，通过注气管道注入到目标煤层内的气化炉位置，气化剂的流速为20～60 L/h；

（3）控制中心控制点火装置开始点火，启动电动机，并调节变速器的转速调为最高转速112 r/min，电动机通过变速器带动小型螺旋输送机将助燃剂储集罐中的助燃材料源源不断输送到注气管道的进口；

（4）在气化剂气体的吹动下，助燃剂被不断的输送到气化炉的点火位置，并参与燃烧产生大量的热量，促进点火成功，减少点火时间，增大点火成功概率；

（5）气化炉被点火成功后对煤炭进行气化，气化生成的气体产物通过出气管道排出，温度传感器实时监气体产物的温度，气象色谱仪实时检测气体产物中的组分；

（6）气象色谱仪和温度传感器将实时检测到的数据传输到控制中心，当温度传感器监测到的气体产物温度越来越高并逐渐稳定，并且气象色谱仪检测气体产物中的 H₂、CO、CH₄、CO₂的含量也达到要求说明点火成功；

（7）随后控制中心对气化剂调配装置发布指令降低气化剂中氧气含量，提高空气和水蒸气的含量，并且对助燃剂供应系统的电动机发布关机指令；

（8）当温度传感器监测到的温度越来越低，气象色谱仪检测的产物气体的组分也不符合要求时，说明气化过程进行困难，温度传感器和/或气象色谱仪检测将信号传输给控制中心，控制中心对气化剂调配装置发布指令适当增加气化剂中氧气的含量，并对助燃剂供应系统发布开机指令；

（9）当温度传感器监测到的温度和气象色谱仪检测到的气体产物都恢复正常并稳定时，重复步骤（6）和（7）。