BE467522A

BE467522A -

Info

Publication number: BE467522A
Authority: BE

Description

" Procédé de gazéification souterraine ".

La présente invention est relative à un procédé de gazé- ification souterraine dans lequel on amène un courant de gaz comburant à un foyer en ignition constitué par un gisement en feu et dans lequel on recueille les gaz produits dans des voies d'évacuation.

Les gaz produits quittent la zone de feu à une tempéra- trure très élevée, ce qui nécessite des revêtements coûteux dans les voies d'évacuation. En outre, par suite de cette tempéra- ture élevée, il se produit pendant l'évacuation de ces gaz, des réactions chimiques¯qui diminuent le pouvoir calorifique de ceux-ci. La présente invention a pour but de remédier à ces in- convénients. A cet effet, on injecte un fluide dans les voies d'évacuation des gaz produits, afin de diminuer la température des gaz évacués. Il y a lieu de'remarquer que l'abaissement de

..La temprérature empêche l'effondrament prématurédes galeries.

Dans une forem de réalisation avantageuse, le fluide sus- dit peut contenir des cons tituants, qui améliorent les qualités desgaz produits.

La présente invention a égalenent pour objet une instal- lation pour la mise en oeuvre du procédé,dont il est question ci-dessus. Dans cette installation, on cherche à augmenter l'ef- fetdu fluide refroidisseur en le dispersant convenzblementdans les gaz produits. Dans ce but, l'installation, suivant l'inven- tion, comprend au moins un atomiseur débouchant dans lesvoies d'évacuation des gaz produits et alimenté au moyen d'un fluide sous pression.

D'autres détails et particularités de l'invention ressor- tiront de la description des dessins annexés qui représentent, .. titre d'exemple non limitatif, une tome de réalisation par- ticulière d'une installation conforme à l'invention.

'La figure 1 est une vue d'ensemble d'une installation de gazéification conforne à l'invention.

La figure 3 est une coupe suivant la ligne II - II de la figure 1, représentée à plus grande échelle.

La figure 3 est une vue on coupe suivant la ligne III - !il de la figure 2.

La figure, 4: est une vue en coupe suivant la ligne IV- IV d.e la figure 1.

L'installation représentée comprend une galerie de bête l, reliée d'une, part, par une bacnure 2 à la surface et d'autre part, par Ges galeries obliques 3 et 4, à une galerie de base 5. Cette dernière est réunie, par une galerie 6 et une. bacnure 7, à la surface. La zone de feu. est représentée en 8. Les gaz produits sont évacués par les galeries 5 et 6 et la bacnure 7.

On prévoit un- galerie auxiliaire 9 sensiblement parallèle à la galerie 5 et réunie de distance en distance à ce.tte dernière,

par des sondages, tels que 10. La disposition relative de ces divers éléments ressort clairement de la figure 4, où l'on voit la veine de charbon en 20 et les 'roches en 21. On voit à la fi- gure 2 que des conduites d'amenée 11 sont disposées dans ces sondages et débouchent dans la. galerie 5 par des atomiseurs tels que 12. Ces conduites sont réunies par des vannes, telles que 13., à une conduite générale 14 placée dans la galerie 9 et ali- mentée, à partir de la surface, par un fluide sous pression.

Le fluide utilisé peut être de l'eau, éventuellement addi- tionnée de produits chimiques permettant de modifier les quali- tés des gaz produits ou d'augmenter l'effet de refroidissement provoqué par les atomiseurs ,qui dispersent le fluide dans les gaz produits. On peut ajouter à l'eau des produits capables d' absorber les gaz inertes ou peu intéressants contenus dans les gaz produits. Ainsi pour éliminer l'anhydride carbonique, on ajoute de la soude. On peut aussi ajouter des produits qui, à la température à laquelle ils sont portés dans la galerie 5, se transforment en absorbant ou en transformant les gaz inertes ou peu intéressants contenus dans les gaz produits.

On peut également ajouter au fluide en question des corps qui, à la température qu'ils atteignent dans la galerie 5, en- trent en réaction soit avec d'autres constituants du fluide pré- cité, soit avec des constituants des gaz produits, la réaction étant endothermique. On obtient donc un effet de refroidissement supplémentaire.

L'injection du fluide refroidisseur se fait, de préféren- ce, à proximité du foyer, afin d'éviter autant que possible le transport de gaz à très haute température. On met donc en ser- vice les atomiseurs du sondage 10 le plus proche de la zone de feu 8. En fait, on alimente par les vannes 13 correspondantes un certain nombre des atomiseurs, situés dans le sondage en question, nombre qui varie avec la température et le volume des

gaz produits. En effet, on règle .Le dJbit du fluide refroidis- seul', de ranière que la température des gaz évacués reste en dessous d'une valeur déterminée.

On nE, réduit donc pas le débit d'un atomiseur, on fait varier le normbre d'atomiseurs en service, de manière à ne pas diminuer la pression du fluide alimentant les atomiseurs.

La tenpérature limite-, que l'on admetpour les gaz produits est choisie de manière à éviter, dans les gaz produits, les ré- actions secondaires qui diminuant le pouvoir calorifique et les qualités des gaz produits. Il faut que cette température soit en dessous d'une valeur pour laquelle la transformation de l' oxyde de carboneen anhydride carbonique prend une importance sensible, En outre, on doit rester également en dessous de la valeur à laquelle se produit le cracking dessous-produits, tels que les goudrons, les benzols et lcs toluols contenus dans ces gaz.

Lorsque la zone se trouvant à proximité du sondage!dont les atomiseurs sont en service, est suffisaient gazéifiée, on rat en service les atomiseurs,du sondage voisin et on rctire les atomiseurs du preriier sondage. Ces derniers sont reportés plus loin. Ln effet, initialement on place des atomiseurs uniquement dans les sondages les plus voisins de la zone de feu et on re- porte les atomiseurs que l'on enlève dans celui des sondages 10 qui ne possède pas encore d'atomiseurs et qui est le plus voisin de la zone de feu.

L'injection du fluide refroidisseur étant interrompue dans la galerie 5 à l'endroit où débouche le sondage,dont on vient de retirer les atomiseurs, la température s'élève à cet endroit et la zone de feu s'étend et atteint les environs immédiats du sondage suivant,dont on alimente alors les atomiseurs.

Poir déterminer le moment de l'enlèvenent des atomiseurs dans le sondage voisin de la zone de feu, il faut surveiller

la température de cette zone. Dans ce but, on installe des pyro- mètres dans les sondages 10. Ces pyromètres sont du reste dé- placés avec les atomiseurs et reportés plus loin, comme il est indiqué ci-dessus.

Les gaz produits atteignent facilement des températures de l'ordre de 700 , alors que, grâce à l'injection du fluide re- froidisseur, on abaisse cette température à 3000 environ. Il en résulte que certains constituants de ces gaz se condensent.

C'est pourquoi on donne utilement à la galerie de base 5 une légère inclinaison vars le bas, à partir de la zone de feu. Au point le plus bas, en 15, on recueille les produits condensés par une galerie auxiliaire 16 séparée de la galerie 5 par un serrement étanche 17 en béton.

La température va naturellement en décroissant lorsqu'on s'éloigne de la zone de feu. En outre, elle est plus faible aux environs des parois. Il peut donc se faire que, dans le cas où. le fluide refroidisseur est de l'eau, celle-ci se condense avant 'd'arriver au point 15, véhicule les goudrons et les amène en ce point. Les produits recueillis peuvent être ramenés à la surfa- ce par une pompe et une conduite d'évacuation. Les gaz produits sont évacués vers la surface, après le refroidissement, par la galerie 6 et la bacnure 7. On peut les recueillir dans un re- froidisseur 18 dans lequel ils se condensent au moins partiel- lement. On peut alors extraire les sous-produits intéressants, tels que les goudrons, les toluols et les benzols.

Le procédé suivant l'invention présente de multiples avan- tages. En effet, tout d'abord, les revêtements des voies d'éva- cuation des gaz produits peuvent être établis de façon moins
EMI5.1
onéreuse, µx,.g.x.xµ.- @ Le volume des gaz évacués diminue, malgré la quantité de fluide évaporé contenu dans ces,gaz. la perte de charge totale étant moindre, le travail du ventilateur, qui assure la cirou-

lation dans l'installation, diminue. On réduit la section des voies d'évacuation.

L'abaissement de la température des gaz produits permet également, ainsi qu'il est dit précédemment, d'arrêter les ré- actions,qui se produisent dans ces gaz et qui provoquent le c cracking et la transfomation de sous-produits intéressants.

En outre, on prévoitdans le revêtement ou dans la paroi de la galerie 5 des perforations telles que 19 par lesquelles les gaz provenant de la gazéification ou distillés de la veine sont ré- coltés par la galerie d'évacuation sans être transformes puis- que la température n'estpas élevée. Il s'agit en somme, d'une distillation à basse température. L'installation devient équi- valente à un four à coke suivi d'une installation de distilla- tion à basse température.

Lorsqu'on détermine la tempéreature à laquelle il faut amener les gaz produits, il faut tenir compte, non seulement des considérations qui précèdent, mais également de ce que, d'une part, la température doit être suffisamment basse pour que la résistance des roches ne soit pas compromis, afin d'évi- -ter un effondrement prématuré des galeries, et d'autre part, la. températrue ne doit pas descendre à une valeur telle que le fluide refroidisseur se condense en grandes quantités, ce qui aurait pour effetde noyer les galeries.

De plus, on élimine les constituants nuisibles qui se trouvent dnas les gaz produits. Ainsi, le SO2. le SO3, les chlo- sures, le NH3, le H2S et le' CO2 peuvent être éliminés au moins partiellement. On le. retrouve éventuellement dans les produits de condensation du refroidisseur 18.

L'emenée du fluide refroidisseur et sa dispersion dans les gaz produits nécessitent naturellement des dispositions spécia- les qui compliquent l'installation, mais cet inconvénient est largement compensé par les nombreux avantages énumérés ci-dessus.

, Il est bien entendu, que l'installation décrite n'est qu' une forme de réalisation particulière de l'objet de l'invention.

On pourrait y apporter diverses modifications constructives, sans sortir de la portée de la présente demande. Ainsi, on pour- rait remplacer l'eau d'injection par un autre fluide liquide ou gazeux; lorsqu'on utilise un liquide, celui-ci se vaporise au contact des gaz produits et l'on obtient un effet de.refroidis- sement supplémentaire correspondant à la chaleur de vaporisation du liquide en question. On pourrait en outre modifier le nombre et la disposition des atomiseurs.

De plus, la galerie auxiliaire 9 pourrait occuper, par rapport à la galerie 5 une autre position relative, éventuelle- ment sous la galerie 5 dans la couche de charbon; elle pourrait même être supprimée, lessondages 10 partant alors de la surface.

Enfin il y a lieu de noter que le procédé et l'installa- tion décrits ne sont pas applicables uniquement aux gisements de charbon, mais qu'on peut les utiliser également pour tous les gisements de combustibles, minéraux ou autres, tels que le ligni- te , par exemple.
EMI7.1

RBVEUDI CATI 01."3.

1.) Procédé de gazéification souterraine dans lequel on amène un courant de gaz comburant à un foyer en ignition consti- tué par un gisement en feu et dans lequel on recueille les gaz. produits dans des voies d'évacuation, caractérisé en ce qu'on injecte un fluide dans ces voies d'évacuation, afin de diminuer la température des gaz évacués.

Claims

2.) Procédé suivant la revendication précédente, caracté- risé en ce que l'injection du fluide susdit se fait à proximité de la zone de feu.

3. ) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide susdit contient au moins un constituant liquide, qui se vaporise à la température <Desc/Clms Page number 8> @ laquelle il est ports lorsd3 l'injection susdits.

4.) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide susdit contient au moins un produit capable d'absorber lesgaz inertes, tels que le CO2, se trouvant dans les gaz produits.

3.) Procéda suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérise en ce que le fluide susditcontient des corps qui peuvent entrer en réaction à. la température à laquelle ils sont portes, lorsqu'on injecte le fluide susdit dans les voies d'évacuation desgaz produits, la réaction étant que,.

6.) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide susdit contient descorps qui peuvent entrer en réaction à la température à la- quelle, ils sont portés, lorsqu'on injecte le fluide susdit dans les voies d'évacuation des gaz produits, la réaction ayant pour effet de transformer des constituants peu intéressants contenus dans ces gaz.

7.) procédé suivant l'une ou l'autre desrevendications précédentes, caractérisé en ce qu'on règle le débit du fluide susdit, de manière que la température des gaz évacués reste en dessous de la valeur pour laquelle la transformation de l'oxyde de carbone en anhydride carbonique prend une importance seni- ble.

8.) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on règle le débit du fluide susdit, de manière que la température des gaz évacués reste en dessous de la valeur pour laquelle réchauffement des roches avoisinantes comprometleur résistance.

9.) .'Procédé suivant l'une ou l'autre desrevendications précédentes, caractérisé en ce qu'on règle le débit du fluide susdit, de manière que la température des gaz évacués reste en <Desc/Clms Page number 9> dessous de la valeur à laquelle se produit le cracking des sous- produits, tels que les benzols et les toluols, contenus dans ces gaz.

10.) procédé suivant la revendication précédente, carac- térisé en ce qu'on reçoit les gaz à la surface dans un refroi- disseur et en ce que, dans les produits de condensation de ces gaz refroidis, on récupère les sous-produits.

11.) procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'on règle le débit du fluide susdit, de manière que la température des gaz évacués à proximité de la zone de feu soit de l'ordre de 300 .

12.) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on place une série de dispo- sitifs d'injection de distance en distance, dans les voies d'é- vacuation susdites, à partir de la zone de feu, et en ce au'on met d'abord en service le dispositif le plus proche de la zone de feu, puis, lorsqu'on estime que la région correspondant .à la zone de feu est suffisamment gazéifiée, on met en service le dispositif suivant.

13.) procédé suivant la revendication précédente, caracté- risé en ce qu'on déplace le dispositif mis hors service de ma- nière à l'amener au-delà, de celui desdispositifs prévus, qui est le plus éloigné de la zone de feu.

14.) Installation pour la mise en oeuvre du procédé sui- vant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caracté- risée en ce qu'elle comprend au moins un atomiseur débouchant de.ns les voies d'évacuation des gaz produits et alimenté au moyen d'un fluide sous pression.

15. ) Installation suivant la revendication précédente pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une ou l'autre des reven- dications 7, 8, 9 et 11, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs atomiseurs débouchant sensiblement au même endroit <Desc/Clms Page number 10> desvoies d'évacuation susdites etpouvant être nis séparément an service, suivant le débit désiré, 16.) Installation suivant l'une ou l'autre des revendica- tions la et15,

caractérosée en ce nue les voies d'évacuations susdites comprennent une- galerie de base partent de la zone de feu et prolongée vers la surface par une bacnure, une galerie auxiliaire sensiblement parallèle à la galerie susdite étant prévue' ,:il. outre, des sondages réunissant de distance en disan- ce les deux galeries, à partir de la zone de feu, et servant à loger les atomiseurs susdits.

17.) Installation suivant la revendication précédente, caractériser en ce qu'elle comprend des pyromètres installés dans les sondages susdits. lE, ) Installation suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que la galerie de base susdite estlégèrement inclinée vers le bas depuis la zone de feu, un extracteur des produits condensés étant prévu sensible- Dent au point le plus bas de cette galerie.

19.) Installation suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 16 à 18, caractérisée en ce que desperforations sont pré- vues dans les voies d'évacuation susdites pour les mettre en communication avecla couche qui lesentoure.

20.)s procédé etinstallation de gazéification souterraine , tels que décrits ci-dessus ou représentés aux dessins annexes.