关于煤炭地下气化反应特征的研究,基于受控收缩注入点气化过程

科学领域:

• 能源工程 能源工程
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 地质工程是地质工程.

背景情况:

• 采用受控回收注入点 (CRIP) 工艺的现代煤炭地下气化面临诸多挑战,包括气质不稳定和过程控制有限.
• 更深入地了解气化反应区的分布和扩张对于技术进步至关重要.

研究的目的:

• 建立基于CRIP过程的煤层水平井注入地下气化3D模型.
• 在单个气化反应周期中分析温度场和受热影响区域的分布.
• 研究气体流速,氧气度和气化压力对地下煤炭气化的影响.

主要方法:

• 使用COMSOL多物理软件创建一个三维模型.
• 模拟了一个单一的逆向气化反应周期.
• 分析了温度场,受热影响区域和煤层受热影响边界变化.

主要成果:

• 确定了最佳气体流速 (0.45 m/s) 和氧度 (60%),产生了0.08 m的热影响边界.
• 证明受热影响的边界厚度随着气化压力显著增加,从0.04 m在0.1 MPa扩展到0.23 m在12.0 MPa.
• 典型的煤炭类型的特征地下气化反应行为.

结论:

• 该研究为控制和调节CRIP过程操作参数提供了科学证据.
• 了解CRIP煤炭地下气化反应特征是提高工艺效率和稳定的关键.
• 优化气体流速,氧气度和压力对于管理受热影响区域和提高气化结果至关重要.