本發明屬于富油煤原位熱解,具體涉及一種有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統及方法。
背景技術:
1、富油煤作為一種富含油分的特殊煤炭資源,在我國儲量極為豐富。通過規?;療峤飧挥兔?,高效提取其中的焦油和煤氣,不僅能夠實現煤炭資源的高值化利用,還能夠在一定程度上緩解我國油氣資源的供應緊張問題,進而保障國家能源安全。
2、目前煤炭地面熱解在我國已取得顯著進展,但是煤炭地面熱解依托于傳統的采礦工藝,需要將煤炭從地下開采到地面之后才能進行熱解處理,歷經開采、洗選、粉碎、爐內加熱和半焦冷卻等過程,不可避免會引起安全和地質環境破壞等問題。
3、富油煤原位熱解作為煤炭地下流態化開采的前沿技術,通過原位熱化學反應將地下富油煤直接轉化為煤焦油和煤氣等能源產物。該技術通過原位資源梯級轉化方式,可以解決傳統井工開采方式導致的生態擾動和地面污染問題,進而可以降低資源開發的損耗。
4、然而,富油煤原位熱解技術通常依賴于外部熱源,例如電加熱或高溫載熱流體加熱,存在能耗高和成本高等局限性。與此同時,有機廢物(例如農業廢棄物、城市生活垃圾和工業有機廢料等)焚燒處理過程中產生的大量高溫熱能通常未被有效利用,會導致熱量嚴重浪費。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統及方法,用于解決現有技術中富油煤原位熱解技術通常依賴于外部熱源,造成高能耗以及有機廢物焚燒處理過程中產生的大量高溫熱能通常未被有效利用,導致熱量嚴重浪費的問題。
2、為了實現上述目的,本發明采用如下技術方案:
3、第一方面,本發明提供一種有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統,包括富油煤熱解區、有機廢物燃燒腔、第一輸送管道、第二輸送管道和熱解油氣抽采管;
4、富油煤熱解區的四周設置有隔熱墻,富油煤熱解區兩側的隔熱墻和富油煤熱解區之間形成有機廢物燃燒腔,有機廢物燃燒腔的側壁上設置有導熱層,有機廢物燃燒腔內部設置有燃燒器,用于點燃流體有機廢物燃料;
5、第一輸送管道和有機廢物燃燒腔連接,第二輸送管道和富油煤熱解區連接,第二輸送管道和熱解油氣抽采管連接,熱解油氣抽采管用于抽取熱解油氣。
6、本發明進一步的改進在于,所述導熱層為不銹鋼導熱層。
7、本發明進一步的改進在于,所述熱解油氣抽采管為不銹鋼篩管。
8、本發明進一步的改進在于,所述有機廢物燃燒腔的內部還設置有溫度傳感器,用于監測有機廢物燃燒腔中火焰的溫度。
9、本發明進一步的改進在于,還包括控制系統,用于控制燃燒器點火。
10、本發明進一步的改進在于,所述燃燒器為燃氣燃燒器。
11、本發明進一步的改進在于,所述控制系統為mcu控制器。
12、第二方面,本發明提供一種有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解方法,其特征在于,使用上述介紹的有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統,包括如下步驟:
13、在有機廢物燃燒腔內部點燃燃燒器,使流體有機廢物燃料燃燒產生熱量;
14、通過導熱層將有機廢物燃燒腔內產生的熱量傳遞給富油煤熱解區,使富油煤受熱并進行熱解;
15、熱解過程中,通過熱解油氣抽采管抽取熱解油氣。
16、本發明進一步的改進在于,所述導熱層為不銹鋼導熱層。
17、本發明進一步的改進在于,所述熱解油氣抽采管為不銹鋼篩管。
18、與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:
19、本發明提出的有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統,設計了富油煤熱解區、有機廢物燃燒腔、第一輸送管道、第二輸送管道和熱解油氣抽采管。富油煤熱解區的四周設置有隔熱墻,富油煤熱解區兩側的隔熱墻和富油煤熱解區之間形成有機廢物燃燒腔,有機廢物燃燒腔的側壁上設置有導熱層,有機廢物燃燒腔內部設置有燃燒器??梢姳景l明可以通過有機廢物燃燒腔的燃燒器對流體有機廢物燃料進行燃燒,利用其產生的高溫熱能,在井下原位對富油煤煤層進行雙側傳導加熱,進而實現對富油煤的熱解,從而產生高附加值的煤焦油和煤氣,有效地解決了現有技術中富油煤原位熱解技術通常依賴于外部熱源,造成高能耗以及有機廢物焚燒處理過程中產生的大量高溫熱能通常未被有效利用,導致熱量嚴重浪費的問題。
20、進一步地,本發明還公開了導熱層為不銹鋼導熱層,不銹鋼導熱層不僅耐高溫,而且耐腐蝕,導熱系數相對較低,具有較好的熱傳導性能。
21、進一步地,本發明還公開了熱解油氣抽采管為不銹鋼篩管,不銹鋼篩管不僅耐高溫,而且還耐腐蝕,可以使富油煤熱解區中的熱解油氣均勻地進入熱解油氣抽采管中。
22、進一步地,本發明還公開了有機廢物燃燒腔的內部還設置有溫度傳感器,用于監測有機廢物燃燒腔中火焰的溫度,可見本發明可以隨時利用溫度傳感器實現對有機廢物燃燒腔中火焰溫度的實時調節。
23、進一步地,本發明還公開了控制系統為mcu控制器,mcu控制器不僅體積小,功耗小,而且具有較高的可靠性和穩定性,能夠在惡劣環境下正常工作,保證整個有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統的穩定運行。
1.一種有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統,其特征在于,包括富油煤熱解區(1)、有機廢物燃燒腔(6)、第一輸送管道、第二輸送管道和熱解油氣抽采管(10);
2.根據權利要求1所述的有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統,其特征在于,所述導熱層(5)為不銹鋼導熱層。
3.根據權利要求1所述的有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統,其特征在于,所述熱解油氣抽采管(10)為不銹鋼篩管。
4.根據權利要求1所述的有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統,其特征在于,所述有機廢物燃燒腔(6)的內部還設置有溫度傳感器(14),用于監測有機廢物燃燒腔(6)中火焰的溫度。
5.根據權利要求1所述的有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統,其特征在于,還包括控制系統(15),用于控制燃燒器(13)點火。
6.根據權利要求6所述的有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統,其特征在于,所述燃燒器(13)為燃氣燃燒器。
7.根據權利要求6所述的有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統,其特征在于,所述控制系統(15)為mcu控制器。
8.一種有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解方法,其特征在于,使用如權利要求1-7任一項所述的有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解系統,包括如下步驟:
9.根據權利要求8所述的有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解方法,其特征在于,所述導熱層(5)為不銹鋼導熱層。
10.根據權利要求8所述的有機廢物燃燒熱能驅動井巷式富油煤熱解方法,其特征在于,所述熱解油氣抽采管(10)為不銹鋼篩管。