本發明專利技術涉及富油煤原位熱解技術領域，具體涉及一種富油煤原位熱解及焦油提質系統。該系統應用于富油煤層，富油煤層中開設有第一注入井、第二注入井和生產井，且第一注入井與生產井之間通過裂隙連通；該系統包括：高溫高壓載熱氣供應系統和熱解產物處理收集系統。本發明專利技術將高溫高壓的載熱氣輸送至富油煤層進行對流換熱；同時向第二注入井注入O<subgt;2</subgt;，引發部分富油煤層的自燃放熱，縮短熱解周期；通過氣固分離裝置進行氣固分離；利用氣液分離裝置進行氣液分離，并將分離出的焦油和氫氣，依次送入焦油提質系統進行加氫處理，從而最大限度地提高輕油收率，解決了富油煤的現有熱解技術存在的熱解周期相對較長、焦油品質提升不明顯的問題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及富油煤原位熱解，具體涉及一種富油煤原位熱解及焦油提質系統。
技術介紹
1、在煤炭資源開發與利用領域，富油煤作為一種具有顯著經濟價值的煤種，其高效、綠色、低碳的開發利用一直是行業關注的重點。富油煤以介于7％至12％的較高焦油產率和豐富的儲量，為緩解油氣資源緊張的現狀提供了一個重要途徑。
2、當前，富油煤的熱解技術主要分為兩大類：地上熱解與原位熱解。地上熱解技術雖已相對成熟，但在資源利用效率、環境影響及成本控制等方面仍面臨諸多挑戰。相比之下，原位熱解技術作為一種創新的煤炭開采與轉化方式，以其綠色低碳、減少開采破壞及提高資源回收率等優勢，展現出了巨大的應用潛力和廣闊的市場前景。
3、然而，現有的原位熱解技術在實際應用中仍面臨諸多技術瓶頸。其中，熱解周期長是制約其大規模商業化應用的關鍵因素之一。長時間的加熱過程不僅增加了能耗，還可能導致熱解產物品質的下降，如焦油品質降低，進而影響產品的市場價值。
4、為了克服上述技術難題，研究人員不斷探索新的熱解方法和優化策略。其中，一種將氮氣對流加熱與高溫燃料電池堆反應熱傳導加熱相結合的創新方法，如專利202310308866.8所示，已初步顯示出縮短加熱周期的效果，然而，該系統在實際應用中仍存在熱解工藝相對復雜、焦油品質提升不明顯的問題。
技術實現思路
1、為了解決富油煤的現有熱解技術存在的熱解工藝相對復雜、焦油品質提升不明顯的問題，本專利技術的目的在于提供一種富油煤原位熱解及焦油提質系統。
>2、為實現上述目的，本專利技術的技術方案如下。3、本專利技術第一方面提供一種富油煤原位熱解及焦油提質系統，應用于富油煤層，所述富油煤層中開設有第一注入井、第二注入井和生產井，且所述第一注入井與所述生產井之間通過裂隙連通；所述富油煤原位熱解及焦油提質系統包括：
4、高溫高壓載熱氣供應系統，用于向所述第一注入井提供高溫高壓的載熱氣，以對所述富油煤層進行對流換熱，以及用于向所述第二注入井提供氧氣，以引發所述富油煤層的自燃放熱，并產生油氣產物，所述油氣產物隨著高溫高壓的載熱氣進入所述生產井；
5、熱解產物處理收集系統，包括氣固分離裝置、氣液分離裝置和焦油提質系統；所述氣固分離裝置的輸入端與所述生產井的出口連接，以對油氣產物進行固體雜質分離；所述氣固分離裝置的氣體輸出端與所述氣液分離裝置連接，以對油氣產物進行分離；所述氣液分離裝置與所述焦油提質系統連接，以將分離出的焦油和氫氣分別輸入到所述焦油提質系統進行加氫處理并得到輕油。
6、本專利技術通過將高溫高壓的載熱氣輸送至第一生產井，并通過裂隙進入富油煤層，且與富油煤層進行對流換熱；同時，通過向第二注入井中注入o2，引發部分富油煤層自燃放熱，加快富油煤層的原位熱解進程，從而有效縮短富油煤的熱解周期；解決了富油煤的現有熱解技術存在的熱解周期相對較長的問題。高溫高壓的載熱氣攜帶富油煤熱解產生的油氣，經裂縫進入生產井，并通過生產井進入熱解產物處理收集系統，熱解產物處理收集系統對油氣進行處理并收集焦油。本專利技術通過氣固分離裝置對氮氣和油氣產物的混合物進行氣固分離，以分離出氮氣和油氣產物的混合物中攜帶的固體顆粒；利用氣液分離裝置進行氣液分離，并將分離出的焦油和氫氣，依次送入焦油提質系統進行加氫處理，從而最大限度地提高輕油收率，解決了富油煤的現有熱解技術存在的焦油品質提升不明顯的問題。
7、優選的，所述高溫高壓載熱氣供應系統包括三個儲氣罐、加熱裝置和第二加壓裝置，所述加熱裝置和所述第二加壓裝置分別間隔設置在三個所述儲氣罐之間，以獲得高溫高壓的載熱氣。
8、優選的，三個所述儲氣罐分別為第一儲氣罐、第二儲氣罐和第三儲氣罐，所述第一儲氣罐的第一輸出端與所述加熱裝置的第一輸入端連接，所述加熱裝置的第一輸出端與所述第二儲氣罐的輸入端連接，所述第二儲氣罐的輸出端與所述第二加壓裝置的第一輸入端連接，所述第二加壓裝置的輸出端與所述第三儲氣罐的輸入端連接，所述第三儲氣罐的輸出端與所述第一注入井的入口連接。
9、優選的，所述第一儲氣罐的第二輸出端與所述第二加壓裝置的第二輸入端連接，所述第一儲氣罐的第一輸出端通過第一控制閥與所述加熱裝置的第一輸入端連接，所述第一儲氣罐的第二輸出端通過第二控制閥與所述第二加壓裝置的第二輸入端連接；所述第三儲氣罐的輸出端通過第三控制閥與所述第一注入井的入口連接。
10、本專利技術中，當待熱解富油煤層原位熱解完成后，關閉第一控制閥及加熱裝置，打開第二控制閥，未被加熱的冷的載熱氣增壓后，通過第一注入井輸入到裂隙中，然后攜帶煤層中的剩余熱量以及殘留的油氣后，通過生產井進入熱解產物處理收集系統中被處理收集利用，實現了熱解后富油煤層的余熱回收利用，同時將殘余的熱解油氣攜帶出來，提高了能源利用效率，減少了油氣產物的損耗。
11、優選的，所述高溫高壓載熱氣供應系統包括空氣分離裝置和第一加壓裝置，所述空氣分離裝置的第一輸出端與所述第一加壓裝置的第一輸入端連接，用于對分離出的載熱氣進行初步增壓；所述第一加壓裝置的輸出端與所述第一儲氣罐的輸入端連接；所述空氣分離裝置的第二輸出端連接o2供應管道，所述o2供應管道與所述第二注入井的第一輸入端連接。
12、優選的，所述氣液分離裝置的第五輸出端與所述第一加壓裝置的第二輸入端連接，用于對分離出的載熱氣進行初步增壓。
13、優選的，所述熱解產物處理收集系統包括第一換熱裝置和能量管理系統，所述第一換熱裝置的第一輸入端與所述氣固分離裝置的氣體輸出端；所述第一換熱裝置的第一輸出端與所述氣液分離裝置的輸入端連接，以對油氣產物進行換熱降溫并析出焦油；所述第一儲氣罐的第三輸出端與所述第一換熱裝置的第二輸入端連接，用于提供載熱氣，并與所述第一換熱裝置進行換熱升溫；所述第一換熱裝置的第二輸出端與所述能量管理系統的第一輸入端連接，用于將升溫后的載熱氣輸入到所述能量管理系統中進行熱量管理；所述能量管理系統的第一輸出端與下一地塊的所述富油煤層的所述第一注入井連接，用于對下一地塊的所述富油煤層進行預熱。
14、本專利技術將燃氣發電裝置燃燒產生的煙氣通過第二換熱裝置進行余熱回收后，送入能量管理系統中進行分配利用，能量管理系統將部分熱量輸入加熱裝置中對載熱氣進行預熱，實現了余熱的回收利用，提高了能量的利用效率。
15、優選的，所述熱解產物處理收集系統包括燃氣發電裝置、第二換熱裝置和co2儲罐，所述氣液分離裝置的第三輸出端與所述燃氣發電裝置的輸入端連接，以對分離出的剩余可燃氣體進行燃燒發電；所述燃氣發電裝置的輸出端與所述第二換熱裝置的第一輸入端連接，以對燃燒發電產生的煙氣進行換熱降溫；所述第二換熱裝置的第一輸出端與所述co2儲罐的第一輸入端連接，以對降溫后的煙氣進行co2捕集，并送入所述co2儲罐進行儲存；所述氣液分離裝置的第四輸出端與所述co2儲罐的第二輸入端連接，以對分離出的co2進行儲存；所述co2儲罐的輸出端通過第四控制閥與所述第二注入井的第二入口連接。
16、本本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種富油煤原位熱解及焦油提質系統，應用于富油煤層(15)，其特征在于，所述富油煤層(15)中開設有第一注入井(11)、第二注入井(13)和生產井(14)，且所述第一注入井(11)與所述生產井(14)之間通過裂隙(12)連通；所述富油煤原位熱解及焦油提質系統包括：
2.根據權利要求1所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，所述高溫高壓載熱氣供應系統包括三個儲氣罐、加熱裝置(6)和第二加壓裝置(8)，所述加熱裝置(6)和所述第二加壓裝置(8)分別間隔設置在三個所述儲氣罐之間，以獲得高溫高壓的載熱氣。
3.根據權利要求2所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，三個所述儲氣罐分別為第一儲氣罐(3)、第二儲氣罐(7)和第三儲氣罐(9)，所述第一儲氣罐(3)的第一輸出端與所述加熱裝置(6)的第一輸入端連接，所述加熱裝置(6)的第一輸出端與所述第二儲氣罐(7)的輸入端連接，所述第二儲氣罐(7)的輸出端與所述第二加壓裝置(8)的第一輸入端連接，所述第二加壓裝置(8)的輸出端與所述第三儲氣罐(9)的輸入端連接，所述第三儲氣罐(9)的輸出端與所述第一注入井(11)的入口連接。
4.根據權利要求3所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，所述第一儲氣罐(3)的第二輸出端與所述第二加壓裝置(8)的第二輸入端連接，所述第一儲氣罐(3)的第一輸出端通過第一控制閥(4)與所述加熱裝置(6)的第一輸入端連接，所述第一儲氣罐(3)的第二輸出端通過第二控制閥(5)與所述第二加壓裝置(8)的第二輸入端連接；所述第三儲氣罐(9)的輸出端通過第三控制閥(10)與所述第一注入井(11)的入口連接。
5.根據權利要求3所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，所述高溫高壓載熱氣供應系統包括空氣分離裝置(1)和第一加壓裝置(2)，所述空氣分離裝置(1)的第一輸出端與所述第一加壓裝置(2)的第一輸入端連接，用于對分離出的載熱氣進行初步增壓；所述第一加壓裝置(2)的輸出端與所述第一儲氣罐(3)的輸入端連接；
6.根據權利要求5所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，所述氣液分離裝置(19)的第五輸出端與所述第一加壓裝置(2)的第二輸入端連接，用于對分離出的載熱氣進行初步增壓。
7.根據權利要求3所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，所述熱解產物處理收集系統包括第一換熱裝置(17)和能量管理系統(18)，所述第一換熱裝置(17)的第一輸入端與所述氣固分離裝置(16)的氣體輸出端；所述第一換熱裝置(17)的第一輸出端與所述氣液分離裝置(19)的輸入端連接，以對油氣產物進行換熱降溫并析出焦油；
8.根據權利要求7所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，所述熱解產物處理收集系統包括燃氣發電裝置(23)、第二換熱裝置(24)和CO2儲罐(25)，所述氣液分離裝置(19)的第三輸出端與所述燃氣發電裝置(23)的輸入端連接，以對分離出的剩余可燃氣體進行燃燒發電；
9.根據權利要求8所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，所述第二換熱裝置(24)的第二輸出端與所述能量管理系統(18)的第二輸入端連接，所述能量管理系統(18)的第二輸出端與所述第二換熱裝置(24)的第二輸入端連接；
10.根據權利要求1所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，所述焦油提質系統包括第一儲油罐(20)、加氫反應裝置(21)和第二儲油罐(22)，所述氣液分離裝置(19)的第一輸出端與所述第一儲油罐(20)的輸入端連接，用于對分離出的焦油進行收集；所述第一儲油罐(20)的輸出端與所述加氫反應裝置(21)的第一輸入端連接，用于將收集的焦油送入所述加氫反應裝置(21)；
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【技術特征摘要】
1.一種富油煤原位熱解及焦油提質系統，應用于富油煤層(15)，其特征在于，所述富油煤層(15)中開設有第一注入井(11)、第二注入井(13)和生產井(14)，且所述第一注入井(11)與所述生產井(14)之間通過裂隙(12)連通；所述富油煤原位熱解及焦油提質系統包括：
2.根據權利要求1所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，所述高溫高壓載熱氣供應系統包括三個儲氣罐、加熱裝置(6)和第二加壓裝置(8)，所述加熱裝置(6)和所述第二加壓裝置(8)分別間隔設置在三個所述儲氣罐之間，以獲得高溫高壓的載熱氣。
3.根據權利要求2所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，三個所述儲氣罐分別為第一儲氣罐(3)、第二儲氣罐(7)和第三儲氣罐(9)，所述第一儲氣罐(3)的第一輸出端與所述加熱裝置(6)的第一輸入端連接，所述加熱裝置(6)的第一輸出端與所述第二儲氣罐(7)的輸入端連接，所述第二儲氣罐(7)的輸出端與所述第二加壓裝置(8)的第一輸入端連接，所述第二加壓裝置(8)的輸出端與所述第三儲氣罐(9)的輸入端連接，所述第三儲氣罐(9)的輸出端與所述第一注入井(11)的入口連接。
4.根據權利要求3所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，所述第一儲氣罐(3)的第二輸出端與所述第二加壓裝置(8)的第二輸入端連接，所述第一儲氣罐(3)的第一輸出端通過第一控制閥(4)與所述加熱裝置(6)的第一輸入端連接，所述第一儲氣罐(3)的第二輸出端通過第二控制閥(5)與所述第二加壓裝置(8)的第二輸入端連接；所述第三儲氣罐(9)的輸出端通過第三控制閥(10)與所述第一注入井(11)的入口連接。
5.根據權利要求3所述的富油煤原位熱解及焦油提質系統，其特征在于，所述高溫高壓載熱氣供應系統包括空氣分離裝置(1)和第一加壓裝置(2)，所述空氣分離裝置...
【專利技術屬性】
技術研發人員：董帥，黃笑樂，鄧磊，楊立勇，寧星，呂滋濤，王長安，崔銘，李剛，宋明巖，趙耀忠，張集，車得福，
申請(專利權)人：華能伊敏煤電有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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