Термохимические процессы

Термохимические процессы при ФХМ разработки месторождений основаны на энергетических изменениях системы при химических превращениях полезных ископаемых, возникающих под действием внутрипластового теплового очага. Именно наличие теплового очага отличает данные методы от прочих, при которых энергетические изменения связаны с выделением или поглощением теплоты в процессе химической реакции (большинство химических процессов). Термохимические процессы лежат в основе подземного сжигания серы, газификации угля и сланцев, теплового воздействия на нефтяные пласты.

Процесс подземной газификации угля ПГУ подразделяется на три составляющих: реагирование твердой фазы (угля) с газообразной (кислород, водяные пары), взаимодействие различных компонентов газа в газовой среде, термическая переработка горючей массы с выделением летучих веществ.

Схема реакций газообразования следующая: в начале канала газификации кислород воздуха практически полностью исчезает, а концентрация окиси углерода достигает максимального значения. Однако окись углерода в присутствии кислорода частично сгорает до двуокиси углерода. В то же время часть двуокиси углерода, соприкасаясь с раскаленным угольным массивом, восстанавливается до окиси углерода. Летучие продукты (метан и др.) из угля окисляются, а водяные пары вступают в реакцию с образованием оксидов углерода и водорода.

За зоной горения расположена также сравнительно небольшая зона восстановления, характеризующаяся некоторым снижением концентрации окиси углерода и повышением концентрации водорода, двуокиси углерода и частично метана. Здесь наибольшее значение приобретает реакция восстановления паров воды и частично реакция восстановления двуокиси углерода. Продолжающийся рост концентрации двуокиси углерода и водорода свидетельствует и о протекании реакции конверсии - взаимодействия паров воды с окисью углерода. Именно этим и объясняется снижение концентрации окиси углерода. Эта реакция протекает при сравнительно низкой температуре и, в общем, нежелательна, так как сопровождается повышением концентрации негорючей двуокиси углерода. Скорость течения реакции конверсии можно уменьшить повышением температуры по длине канала, что достигается интенсификацией процесса газификации (повышением концентрации кислорода в дутье или увеличением количества подводимого дутья). За пределами зоны восстановления существенных изменений в составе газа не происходит (если не считать незначительного возрастания двуокиси углерода и метана).

Дата добавления: 2014-01-04