[实用新型]一种煤炭地下气化污染物预警及防治系统

说明书

本实用新型属于煤炭地下气化技术领域预警与防治系统，特别是一种煤炭地下气化污染物预警及防治系统，包括气化炉以及超声波围岩裂隙探测仪，在气化炉周围的地层中呈交错间隔布置着环境检测孔，环境检测孔内分别设置着污染物在线监测仪或超声波围岩裂隙探测仪，污染物在线监测仪以及超声波围岩裂隙探测仪的数据输出端连接着由PLC构成的测控单元，测控单元的数据输出端与气化炉的控制单元相连通。本实用新型针对煤炭地下气化过程的污染物达到预警的效果，并及时采取防治措施，有效地保护气化炉四周的地下水和地层的生态环境。

技术领域

本实用新型属于煤炭地下气化技术领域预警与防治系统，特别是一种煤炭地下气化污染物预警及防治系统。

背景技术

地下煤层在进行原位气化过程中所产生的污染物和气化完毕后残留在地下的污染物会沿着煤层四周的围岩裂隙向气化炉外部扩散。为了保护气化炉四周的地下水和地层的生态环境，必须实时地跟踪监测气化炉四周污染物的浓度、扩散路径和扩散范围，预防大量的污染物扩散到四周的生态环境中，以便根据污染物的扩散情况及时地采取有效的防治措施。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种煤炭地下气化污染物预警及防治系统，可以针对煤炭地下气化过程的污染物达到预警的效果，并及时采取防治措施，有效地保护气化炉四周的地下水和地层的生态环境。

本实用新型的目的是这样实现的，一种煤炭地下气化污染物预警及防治系统，包括气化炉以及超声波围岩裂隙探测仪，在气化炉周围的地层中呈交错间隔布置着环境检测孔，环境检测孔内分别设置着污染物在线监测仪或超声波围岩裂隙探测仪，污染物在线监测仪以及超声波围岩裂隙探测仪的数据输出端连接着由PLC构成的测控单元，测控单元的数据输出端与气化炉的控制单元相连通。

本实用新型为解决上述问题，采用如下技术方案：

一种煤炭地下气化污染物预警及防治系统，包括气化炉、环境监测孔、污染物在线检测仪、超声波围岩裂隙探测仪和测控系统；所述气化炉中煤层经气化过程后产生污染物，所述污染物在气化过程中和气化结束后将沿围岩裂隙向四周地层扩散；所述环境监测孔分布于气化炉的四周，用于监测地下水和地层中污染物的扩散情况；所述污染物在线检测仪包括多台在线检测设备，可以实时检测地下水和地层中的污染物，所述地下水中污染物包括COD、TOC、TOD、NH₃-N、总碱度，所述地层中污染物包括NH₃、HCN、SO₂、H₂S等氮化物和硫化物；所述超声波围岩裂隙探测仪可以检测气化炉四周地层的裂隙发育情况，如裂隙宽度和发育路径等；所述测控系统由软、硬件部分组成，硬件部分包括信号采集、传输和显示装置，软件部分具有数据分析和可视化功能。

优选地，该系统可以实时监测所述的地下水和地层中的污染物浓度、围岩裂隙宽度和发育路径等信息，并计算污染物沿四周围岩裂隙的扩散速度，并预测未来一段时间内的污染物扩散边界，实现污染物扩散路径和边界的可视化。

技术效果：

该系统通过实时监测污染物的扩散速度、路径和边界，可以针对煤炭地下气化过程的污染物达到预警的效果，并及时采取防治措施，有效地保护气化炉四周的地下水和地层的生态环境。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构框图。

具体实施方式

一种煤炭地下气化污染物预警及防治系统，如图1所示，包括气化炉以及超声波围岩裂隙探测仪，在气化炉周围的地层中呈交错间隔布置着环境检测孔，环境检测孔内分别设置着污染物在线监测仪和超声波围岩裂隙探测仪，污染物在线监测仪以及超声波围岩裂隙探测仪的数据输出端连接着由PLC构成的测控单元，测控单元的数据输出端与气化炉的控制单元相连通。

当污染物从气化炉内部经围岩裂隙向外扩散时，所述的污染物在线检测仪将对所述环境监测孔中的污染物浓度进行实时检测，并利用所述的超声波围岩裂隙探测仪对各个环境监测孔四周围岩的裂隙宽度和发育路径等裂隙发育情况进行实时监测，所述的测控系统中的信号采集和传输装置会将所述的污染物浓度和裂隙发育情况等数据进行高频率的自动采集和传输，并利用所述的显示装置显示出来，所述的测控系统中的分析系统对不同时间节点的污染物浓度、裂隙宽度、发育路径等信息进行处理后，可以获得一段时间内污染物在地层的裂隙中的扩散速度，并能够预测未来一段时间气化炉四周地层中污染物的扩散边界。沿污染物的扩散路径，当所述系统预测到所述扩散边界的某一区域中地下水和地层中污染物浓度超过原有地下水质量标准等级时，该系统将发出预警信息，气化现场将采取相应的地下水污染防治措施和气化工艺调整手段，如抽提处理，降低气化压力和气化剂的氧气浓度等，一方面降低所述气化炉中污染源的浓度，另一方面对扩散路径中的污染物进行预处理，以保护气化炉四周的地下水和地层的生态环境。