煤炭地下氣化除灰裝置及地下氣化爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種煤炭地下氣化除灰裝置，及包含該煤炭地下氣化除灰裝置的地下氣化爐。所述煤炭地下氣化除灰裝置，包括輸送管道(7)，所述輸送管道(7)的第一端口(701)伸出地面，第二端口(702)位于氣化通道(16)中，其特征在于，所述第二端口(702)具有至少兩個(gè)可噴灑除灰物質(zhì)的分支管(8)。本實(shí)用新型通過在地下煤炭氣化除灰裝置的輸送管道設(shè)置可噴灑除灰物質(zhì)的至少兩個(gè)分支管實(shí)現(xiàn)除灰物質(zhì)多方向、高效率的到達(dá)氣化通道的煤灰壁層，提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了除灰物質(zhì)的高效利用，節(jié)省了成本。
【專利說明】煤炭地下氣化除灰裝置及地下氣化爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤炭地下氣化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種煤炭地下氣化除灰裝置，及包含該除灰裝置的地下氣化爐。

【背景技術(shù)】
[0002]煤炭地下氣化是開采煤炭的一種新工藝，其原理為:首先從地表向煤層開掘兩條通道一進(jìn)氣通道和出氣通道，然后在煤層中靠下部用一條水平通道(即氣化通道)將進(jìn)氣通道和出氣通道連接起來，通道附近的煤體，就是將要?dú)饣膮^(qū)域，稱之為氣化盤區(qū)，或稱地下氣化爐；之后通過進(jìn)氣通道向煤層輸送氣化劑并點(diǎn)燃煤層使之進(jìn)行燃燒氣化，從出氣通道中排出燃燒氣化氣體即煤氣。
[0003]在煤炭地下氣化過程中，氣化工作面上會(huì)附著一層煤灰，隨著燃燒的進(jìn)行，煤灰會(huì)逐漸增厚，增厚到一定程度，在重力的作用下會(huì)自動(dòng)剝落外層，煤灰層厚度減小，等待再次積累到一定厚度剝落外層。在燃燒氣化過程中，由于煤灰造成了氣化劑和煤層的間隔，氣化劑需要滲透過灰層或者從灰層的龜裂處透過灰層與煤層接觸進(jìn)行反應(yīng)，造成煤層與氣化劑的接觸不充分，影響煤層的氣化效率，最終影響煤氣品質(zhì)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)雖然公開了地下氣化除灰裝置，如已有專利CN201310626872，公開了一種地下氣化爐及其使用方法，涉及一種地下氣化爐，包括依次連通的進(jìn)氣通道、氣化通道和出氣通道，所述地下氣化爐還包括通入其中的管道，所述管道的第一端口伸出地面，第二端口位于氣化通道中；所述第二端口連接有清灰裝置，用于清除地下煤層煤壁上氣化附著的積灰；所述管道伸出地面部分與拖拽裝置連接，用于拖拽管道，使清灰裝置處于合適位置。本發(fā)明通過在地下氣化爐中通入設(shè)置有清灰裝置的管道，實(shí)現(xiàn)煤層氣化工作面積灰的清除，并可根據(jù)氣化工作面的移動(dòng)而移動(dòng)，完全適合于煤層地下氣化的需要。但是其聯(lián)接清灰裝置的端口只局限在氣化通道水平方向上，距離煤灰壁層距離相對(duì)較遠(yuǎn)，從而無法高效率地將除灰物質(zhì)輸送到煤灰壁層指定部位，浪費(fèi)了除灰物質(zhì)的同時(shí)，對(duì)氣化效果改善也有限。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種煤炭地下氣化除灰裝置及地下氣化爐，所述煤炭地下氣化除灰裝置包括輸送管道，所述輸送管道處在氣化通道中的一端具有至少兩個(gè)分支管，通過分支管的噴射將除灰物質(zhì)多方位地送到煤灰壁層指定位置，提高了除灰效率，減少了除灰物質(zhì)的浪費(fèi)，節(jié)省了成本。
[0006]本實(shí)用新型第一方面提供一種煤炭地下氣化除灰裝置，包括輸送管道，所述輸送管道的第一端口伸出地面，第二端口位于氣化通道中，所述第二端口具有至少兩個(gè)可噴灑除灰物質(zhì)的分支管。
[0007]具體地，所述分支管的軸線與所述輸送管道的軸線之間的夾角不小于30°，在同一平面的所述分支管最大夾角不超過120°。
[0008]更具體地，所述分支管安裝有噴嘴。
[0009]具體地，所述煤炭地下氣化除灰裝置還包括架起所述輸送管道并可移動(dòng)的支撐柱。
[0010]更具體地，所述支撐柱通過限制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的轉(zhuǎn)軸與所述輸送管道連接。
[0011]優(yōu)選地，所述支撐柱為兩根，長(zhǎng)度相等且以?shī)A角不超過120°的方式架起所述輸送管道。
[0012]更優(yōu)選地，所述支撐柱支撐于所述輸送管道第二端口的末端。
[0013]具體地，所述煤炭地下氣化除灰裝置還包括用于移動(dòng)所述支撐桿的推拉桿，所述推拉桿一端伸出地面，另一端連接所述支撐柱。
[0014]更具體地，所述推拉桿包括一根長(zhǎng)推桿和兩根短推桿，所述長(zhǎng)推桿與兩根所述短推桿的一端連接，兩個(gè)所述短推桿另一端分別與兩根所述支撐柱連接。
[0015]具體地，所述長(zhǎng)推桿與兩根所述短推桿通過限制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的推桿轉(zhuǎn)軸連接，兩根所述短推桿與兩根所述支撐柱通過限制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的推桿轉(zhuǎn)軸連接。
[0016]具體地，所述短推桿長(zhǎng)度范圍為支撐柱長(zhǎng)度的sinl5°倍到sin60°倍之間。
[0017]本發(fā)明第二方面提供一種地下氣化爐，包括進(jìn)氣井、出氣井、拖曳裝置、儲(chǔ)液罐、氣化通道及上述的煤炭地下氣化除灰裝置，所述氣化除灰裝置部分深入所述氣化通道中，部分伸出地面與所述拖曳裝置相連。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0019]本實(shí)用新型通過在地下煤炭氣化除灰裝置的輸送管道中設(shè)置至少兩個(gè)可噴灑除灰物質(zhì)的分支管，實(shí)現(xiàn)除灰物質(zhì)多方位、高效率的到達(dá)氣化通道的煤灰壁層，提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了除灰物質(zhì)的高效利用，節(jié)省了成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1煤炭地下氣化除灰裝置示意圖
[0021]圖2煤炭地下氣化除灰裝置放入氣化通道過程的示意圖
[0022]圖3煤炭地下氣化除灰裝置放入氣化通道中安置完畢的示意圖
[0023]附圖標(biāo)記:
[0024]I進(jìn)氣井；2出氣井；3拖拽裝置；4儲(chǔ)液罐；5地下氣化煤層；6煤灰壁層；
[0025]7輸送管道；701第一端口 ；702第二端口 ；8分支管；9噴嘴；10支撐柱；
[0026]11支撐三角架；12推拉桿；1201短推桿；1202長(zhǎng)推桿；13轉(zhuǎn)軸；14推桿轉(zhuǎn)軸；
[0027]15地面；16氣化通道

【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本實(shí)用新型實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0029]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。
[0030]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了煤炭地下氣化除灰裝置工作狀態(tài)示意圖1，如圖所示:進(jìn)氣井I，出氣井2，地下氣化煤層5，煤灰壁層6，地面15，氣化通道16，煤炭地下氣化除灰裝置，包括輸送管道7，所述輸送管道7的第一端口 701伸出地面15，與地面拖曳裝置3相連，第二端口 702位于氣化通道16中，所述第二端口 702具有至少兩個(gè)可噴灑除灰物質(zhì)的分支管8，用于噴灑除灰物質(zhì)，如此可使得除灰物質(zhì)通過不同方向的分支管更高效地到達(dá)煤灰壁層。
[0031]每個(gè)分支管8的軸線與輸送管道7的軸線之間的夾角不小于30°，多個(gè)分支管8在同一平面內(nèi)的最大夾角不超過120°，目的在于盡可能的使得多個(gè)分支管噴灑方向范圍夠大。
[0032]每個(gè)分支管末端安裝有一個(gè)噴嘴9，實(shí)現(xiàn)高效率地噴灑除灰物質(zhì)。還可以選擇一個(gè)或者數(shù)個(gè)分支管8安裝熱電偶，或者不安裝熱電偶也可以。
[0033]分支管8安裝噴嘴的一端所處輸送管道7的一面稱為輸送管道的正面，其相反方向的一面稱為輸送管道的背面。根據(jù)需要，輸送管道7部分管材采用耐高溫、高壓材料制成，若噴入除灰為化學(xué)試劑，可考慮選擇使用耐腐蝕的輸送管道7。
[0034]為了提高輸送管道噴灑除灰物質(zhì)所到達(dá)的高度，增加支撐柱10，支撐柱10在氣化通道16中架起輸送管道7，并可以通過外力作用靈活移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)輸送管道7移動(dòng)，提高輸送管道7的高度，使得輸送管道7噴灑除灰物質(zhì)的范圍更廣，效率更高。支撐柱10通過限制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的轉(zhuǎn)軸13與輸送管道7連接，為了防止支撐柱10與輸送管道7連接之間發(fā)生角度旋轉(zhuǎn)。支撐柱10的第一端有一支撐三角架12，用于支撐分支管9。
[0035]支撐柱10支撐輸送管道7的位置是位于輸送管道第二端口 702背面的末端，此處的末端為距離輸送管道第二端口 702端點(diǎn)距離0.2m范圍，以此實(shí)現(xiàn)支撐柱10移動(dòng)的方便靈活。
[0036]具體實(shí)施上，支撐柱10由兩根耐高溫、高壓，有一定剛性、硬度的材料制成，兩根支撐柱10長(zhǎng)度相等(假設(shè)長(zhǎng)度為a)，一端通過可限制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的轉(zhuǎn)軸13與輸送管道7連接，兩根支撐柱10之間的夾角不超過120°之間，充分利用支撐柱提高輸送管道7高度。
[0037]在具體移動(dòng)支撐柱上，一個(gè)具體的實(shí)施例是，通過增加推拉桿12，為支撐柱10在氣化通道16的移動(dòng)上提供外力。推拉桿12—端伸出地面15，與地面拖曳裝置3相連(可以與輸送管道的第一端口共用一套拖曳裝置3，也可以分開各自用一套拖曳裝置3)，另一端在氣化通道16中連接支撐柱10，即為支撐柱10的移動(dòng)提供外力。
[0038]具體地，推拉桿12由一根長(zhǎng)推桿1202和兩根短推桿1201組成。其中長(zhǎng)推桿1202的一端伸出地面，與地面拖曳裝置3相連(可以與輸送管道的第一端口共用一套拖曳裝置3，也可以分開各自用一套拖曳裝置3)，另一端通過可限制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的推桿轉(zhuǎn)軸14(0°?180°之間)與兩根長(zhǎng)度相等的短推桿1201的一端相連，兩根短推桿1201的長(zhǎng)度在a.sinl5°?a.sin60°之間。兩根短推桿1201的另一端分別與兩根支撐柱10通過可限制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的推桿轉(zhuǎn)軸14相連，相連的短推桿1201與支撐柱10之間的夾角控制在180°?30°之間。通過可限制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的推桿轉(zhuǎn)軸14相連的作用是防止連接處發(fā)生角度旋轉(zhuǎn)。
[0039]本實(shí)用新型還提供一種地下氣化爐，包括進(jìn)氣井、出氣井、拖曳裝置、儲(chǔ)液罐、氣化通道及上述的煤炭地下氣化除灰裝置，所述氣化除灰裝置部分深入所述氣化通道中，部分伸出地與所述拖曳裝置相連。
[0040]煤炭地下氣化除灰裝置放入氣化通道16中的過程示意圖如圖2、圖3所示，兩根支撐柱10和兩根短推桿1201之間的夾角均分別接近0°，支撐柱10和長(zhǎng)推桿1202之間的夾角接近180°，支撐柱10和推拉桿12在同一直線上，并與輸送管道7平行，通過拖拽裝置3將其與輸送管道7 —起放入目標(biāo)井下。到達(dá)井下目標(biāo)區(qū)域后，停止下放輸送管道7，繼續(xù)往下推送長(zhǎng)推桿1202，使得支撐柱10的第二端口與燃空區(qū)底部接觸，支撐柱10不斷的接近豎直，這樣就使得輸送管道7的第二端口 702不斷往上移動(dòng)，靠近煤灰壁層6。
[0041]根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)信息，以及燃空區(qū)大小的計(jì)算，確定輸送管道7、支撐柱10以及推拉桿12的尺寸，并計(jì)算控制推拉桿12的推入距離，當(dāng)支撐柱10的第二端口與燃空區(qū)底部接觸，或(和)支撐柱10背面的兩塊支撐三角架11抵在輸送管道7上，或(和)當(dāng)輸送管道7的第二端口的分支管8的噴嘴9能作用到煤灰壁層時(shí)，即可停止拖拽裝置3推送推拉桿12。
[0042]煤炭地下氣化除灰裝置可以在氣化過程開始之前就預(yù)先放置除灰裝置，也可以在氣化過程中放入該氣化除灰裝置。
[0043]當(dāng)氣體組分變差或者氣化狀況不好時(shí)，通過地面輸送系統(tǒng)，由分支管8上的噴嘴9噴出高壓氣流、高壓水流、小顆粒物、除灰化學(xué)試劑等物質(zhì)，將附著在煤壁上的煤灰層剝落離開煤層，使得新鮮煤層露出，與氣化劑接觸反應(yīng)，提高煤氣品質(zhì)和回采率。
[0044]當(dāng)燃空區(qū)擴(kuò)展，需要作用在煤灰壁層不同部位時(shí)，可以通過地面拖曳裝置3，將輸送管道7和推拉桿12 —起同時(shí)往前推或者往后拉，實(shí)現(xiàn)隨著氣化工作面的移動(dòng)而移動(dòng)。
[0045]最后需要指出的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種煤炭地下氣化除灰裝置，包括輸送管道(7)，所述輸送管道(7)的第一端口(701)伸出地面，第二端口(702)位于氣化通道(16)中，其特征在于，所述第二端口(702)具有至少兩個(gè)可噴灑除灰物質(zhì)的分支管(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化除灰裝置，其特征在于，所述分支管(8)的軸線與所述輸送管道(7)的軸線之間的夾角不小于30°，在同一平面的所述分支管(8)之間的最大夾角不超過120°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤炭地下氣化除灰裝置，其特征在于，所述分支管(8)安裝有噴嘴(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化除灰裝置，其特征在于，還包括架起所述輸送管道(7)并可移動(dòng)的支撐柱(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤炭地下氣化除灰裝置，其特征在于，所述支撐柱(10)通過限制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的轉(zhuǎn)軸與所述輸送管道(7)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤炭地下氣化除灰裝置，其特征在于，所述支撐柱(10)為兩根，長(zhǎng)度相等且以?shī)A角不超過120°的方式架起所述輸送管道(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤炭地下氣化除灰裝置，所述支撐柱(10)支撐于所述輸送管道第二端口(702)的末端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7任一項(xiàng)所述的煤炭地下氣化除灰裝置，其特征在于，還包括用于移動(dòng)所述支撐柱(10)的推拉桿(12)，所述推拉桿一端伸出地面，另一端連接所述支撐柱(10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煤炭地下氣化除灰裝置，其特征在于，所述推拉桿(12)包括兩根短推桿(1201)和一根長(zhǎng)推桿(1202)，所述長(zhǎng)推桿(1202)與兩根所述短推桿(1201)的一端相連，兩個(gè)所述短推桿(1201)的另一端分別與兩根所述支撐柱(10)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的煤炭地下氣化除灰裝置，其特征在于，所述長(zhǎng)推桿(1202)與兩根所述短推桿(1201)通過限制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的推桿轉(zhuǎn)軸(14)連接，兩根所述短推桿(1201)與兩根所述支撐柱(10)通過限制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的推桿轉(zhuǎn)軸(14)連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10任一項(xiàng)所述的煤炭地下氣化除灰裝置，其特征在于，所述短推桿(1201)長(zhǎng)度范圍為支撐柱(10)長(zhǎng)度的sinl5°倍到sin60°倍之間。
12.—種地下氣化爐，包括進(jìn)氣井(I)、出氣井(2)、拖曳裝置(3)、儲(chǔ)液罐(4)、氣化通道(16)，其特征在于還包括上述權(quán)利要求1到9任一項(xiàng)所述的煤炭地下氣化除灰裝置，所述煤炭地下氣化除灰裝置部分深入氣化通道(16)中，部分伸出地面與所述拖曳裝置(3)相連。
【文檔編號(hào)】E21B43/243GK204082114SQ201420546006
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】王媛媛, 趙娟, 姚凱 申請(qǐng)人:新奧氣化采煤有限公司