Przedmiotem wynalazku jest sposób podziemnego zgazowywania zlóz skal palnych w najszerszym tego slowa zrozumieniu, to jest wegla i mineralów zawiera¬ jacych wegiel a takze wegla kamiennego i ropy naftowej, poprzez otwory wzglednie szyby wiercone od powierz¬ chni ziemi oraz ich przemiane na gazy zawierajace energie cieplna i chemiczna lub na gazy stosowane jako chemiczne surowce podstawowe.Znane sposoby podziemnego zgazowania za pomoca otworów wierconych od powierzchni ziemi, maja te ceche wspólna, ze zgazowanie wegla lub pozostalych zawierajacych wegiel materialów, prowadzone jest za pomoca dwu lub wiecej otworów wiertniczych (okre¬ slonych w dalszej tresci opisu jako otwory). Otwory przechodzace przez skaly palne jak wegiel, polaczone sa wzajemnie za pomoca odpowiednio dla danego sposobu uksztaltowanych kanalów, wzglednie przestrzeni pus¬ tych. Podczas zgazowania czesc tych otworów sluzy do odprowadzania w dól zgazowanego materialu, podczas gdy poprzez pozostale otwory odbywa sie tloczenie gazu wynikowego na powierzchnie.Rozwiazania techniczne znanych do tej pory sposo¬ bów nie usuwaja tkwiacych w nich podstawowych wlasciwosci ujemnych. Nadzwyczaj duza trudnoscia, wykluczajaca w wiekszosci przypadków, nawet sto¬ sowane metody, jest realizacja podziemnych polaczen pomiedzy otworami.Równiez duza cecha ujemna przy realizowaniu zna¬ nych sposobów jest wynikajaca wysoka strata skaly 10 15 20 25 30 palnej wzglednie wegla oraz znikome cieplo spalania uzyskiwanych gazów wynikowych.Zadaniem wynalazku jest, przy równoczesnym usu¬ nieciu wad obecnego stanu technicznego, opracowanie sposobu do podziemnego zgazowania skal palnych za pomoca otworów przy których zbyteczny jest prze¬ wlekly przebieg roboczy ich laczenia i który umozliwi ekonomiczna produkcje technicznie i przemyslowo wartosciowego gazu o jednakowej jakosci, przy równo¬ czesnych nieznacznych stratach skal palnych jak i nie¬ znacznych stratach wegla.Powyzsze zadanie zgodnie z wynalazkiem osiaga sie przez to, ze w miejscu przeplywu pomiedzy otworami zgazowywania realizowany jest przeplyw pomiedzy otworem lub otworami oraz granica generatora i to w ten sposób, ze czesc gazu tloczonego pod wysokim cisnieniem w dól przez otwór wzglednie otwory, przy równoczesnym wypelnieniu przestrzeni pustej pomiedzy strefa reakcji i granica generatora, przechodzi przez strefe reakcji. Podczas procesu wytwarzania powstaje wolna przestrzen pomiedzy frontem strefy i granica generatora, a w przypadku koniecznym moze byc ona nawet zwiekszona.Poniewaz zgodnie z wynalazkiem material zgazo- wujacy przeplywa od osi otworu do granicy generatora jak równiez moze przeplywac i w kierunku odwrotnym, mozna realizowac zgazowanie zloza równiez za pomoca jednego otworu.A wiec sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze przynajmniej na poczatku pracy podczas taktu sprezania 123 690123 690 3 material zgazowujacy przeplywa od osi otworu wzgled¬ nie od osi otworów w kierunku granicy generatora, przede wszystkim co najwyzej do niej jako zewnetrznego punktu nawrotu najdalej przenikajacej czesci materialu zgazowujacego, a podczas taktu rozprezania, gazy wy¬ nikowe przeplywaja od granicy generatora w kierunku osi (osi) tego samego otworu (otworów) lub innego otworu wzglednie innych otworów znajdujacych sie przede wszystkim przed granica generatora.W sposobie wedlug wynalazku, optymalne realizowa¬ nie stref utworzonych przy generatorach technicznych i kierunków przeplywu umozliwia odpowiadajace da¬ nemu celowi kierowanie i panowanie nad procesami, a, tym samym gwarantuje uzyskiwanie gazu o równo- < miernej jakosci i Wysokim cieple spalania. Tloczony do dolu zgazowany material dochodzi w stanie spre¬ zonym do kazdej czesci generatora podziemnego.Ze wzgledu na koniecznosc stworzenia terminologii technicznej, w niniejszym opisie pod okresleniem „ge- nerator'*, nalezy rozumiec caly uklad bioracy udzial w zgazowywaniu skal palnych, takich jak wegla wzgled¬ nie — Innymi slowy — uczestniczacy w procesie prze¬ twarzania.Pod pojeciem „granica generatora" nalezy rozumiec granice pomiedzy pracujacym ukladem przestrzeni pustej, a rozgrzanym, wymienionym zlozem, na której to powierzchni nie wystepuje ani schniecie, ani odpa¬ rowywanie.Pod pojeciem generatora podziemnego z niezaleznym otworem nalezy rozumiec generator utworzony pod¬ czas przebiegu sposobu wedlug wynalazku, przy którym zgazowywanie przeprowadzane jest przez jeden otwór.Zgazowany material moze zawierac jeden lub wiecej skladników. Moze skladac sie on z jednego gazu obo¬ jetnego wzglednie z gazów obojetnych, lub taki, wzgled¬ nie takie zawierac.Przede wszystkim objetosc strefy aktywnej nasta¬ wiona zostaje aa taka wielkosc, przy której material zgazowujacy moze byc wprowadzany pod maksymalnym cisnieniem do strefy reakcji podczas taktu sprezania.Równiez celowym jest doprowadzenie stosunku objetosci strefy aktywnej generatora do objetosci jego strefy biernej do takiej wielkosci wzglednie utrzymywa¬ nie go na tak wysokim poziomie, przy którym zmiana warunków roboczych dla zwiekszenia objetosci strefy aktywnej nie pociaga za soba zadnego spadku jakosci gaza wynikowego* Waiaat objetosci strefy aktywnej lub utrzymywanie na poznanie starym uzyskuje sie przez wstepne pod¬ grzewanie materialu zgazowujacego wprowadzonego do strefy aktywnej dzieki czemu material organiczny ulega odparowaniu w strefie odparowywania, a wil^K^c od¬ parowuje w strefie suszenia* Przy tym korzystnym jest utrzymywanie na starym poziomie objetosci strefy aktywnej reafiaowane w men sposób* ze przez utrzymy- wanze tzaupezutury etnify reakcji na octpowieanun poziomie, cieplo przechodzi do strefy mtnatum^rwania sttetY suszona* Równiez, korzystnym jeat zwiekszanie objetosci strefy aktywnej przez wstepne podgrzewanie gazu Tloczonego otworem w dóL Wedlug innej cechy wykonania sposobu zgodnego z wynalazkiem, wzrost objetosci strefy aktywnej prze¬ biega przez zwiekszenie czasu trwania cykl*, przy rowunentunym oonnsniu proinwuntgo i nuicma cysnu. 4 Przede wszystkim wzrost objetosci strefy aktywnej do tego celu uzyskuje sie przez zwiekszenie zawartosci tlenu wzglednie wodoru lub zmniejszenie zawartosci wody, dwutlenku wegla, metanu i/lub innych zuzy- 5 wajacych cieplo skladników zgazowywanego surowca.Zmniejszenie objetosci strefy biernej uzyskuje sie przez wprowadzanie w dól otworem materialu pod¬ sadzkowego.Nastepna cecha sposobu wedlug wynalazku jest 10 to, ze na podsadzke stosowany jest material o duzej porowatosci peczniejacy pod dzialaniem ciepla, od¬ znaczajacy sie duza przepustowoscia gazów, a który po zestaleniu sie wytrzymaly jest na pekniecia lub za¬ walenie sie warstwy wierzchniej. 15 Zmniejszenie objetosci strefy biernej uzyskuje sie przez dodawanie proszku (proszków) do materialu zgazowujacego, którego (których) temperatura top¬ nienia jest nizsza od maksymalnej temperatury strefy biernej (strefa szlakowa).Art W korzystny sposób kontrolowany i sterowany jest stosunek objetosci strefy aktywnej do biernej przez pomiar objetosci frakcji gazowej wyplywajacy podczas trwania cyklu wzglednie okresu, przy czym w przy- padku koniecznym objetosc strefy aktywnej moze byc zwiekszona.Celowe jest zwiekszenie cisnienia maksymalnego stosowanego do sprezania do wysokosci odpowiadajacej przepustowosci gazu i wytrzymalosci na sciskanie 3* warstwy wierzchniej. wedlug jednej z form realizacji sposobu wedlug wynalazku celowym jest zgazowywanie zloza skal palnych lezacych w otoczeniu otworu poprzez otwór, przy czym material zgazowujacy przesuwa sie do dolu 35 podczas taktu sprezania, czym podczas taktu sprezania przez ten sam otwór uchodzi gaz wynikowy.Wraz z uplywem starzenia sie stapiajacych sie razem generatorów z otworem niezaleznym, otwory sa razem eksploatowane, a ich cykle prowadzone sa w takcie 40 synchronicznym.Wedlug dalszej formy realizacji sposobu opartego na wynalazku w generatorze z niezaleznym otworem po uksztaltowaniu sie strefy aktywnej, obok otworu wtryskowego lub otworów wtryskowych, eksploato¬ wany jest lub sa, otwór lub otwory pomocnicze po¬ miedzy strefa reakcji i granica generatora w taki sposób, ze otwór wtryskowy (otwory) w takcie sprezania oraz tloczacy (tloczace) lub wytwarzajacy (wytwarzajace) otwór pomocniczy (otwory) pracuja tylko w takcie rozprezania, przy czym objetosc strefy aktywnej utrzy¬ mywana jest na poziomie stalym hib zostaje zwiekszona.Wedlug pewnej modyfikaqi tej formy realizacji, otwór wtryskowy lub otwory wtryskowe eksploatowane sa w takcie rozprezania w taki sposób, ze w wyniku pred¬ kosci uchodzacego przez nie gazu w strefie reakcji nie wystepuje w czasie taktu rozprezania jakikolwiek prze¬ plyw gazu.Przede wszystkim zgazowywany materia), który nfe 0Q doszedl do strefy aktywnej generatora, a odzyskany podczas rozprezania w stanie nie zmienionym, odpro¬ wadzany jest przy wykorzystaniu cisnienia pod jakim sie znajduje oraz posiadanej temperatury poprzez powierzchnie ziemi do sasiedniego generaftora z nse- 65 zaleznym otworom gfeie jeat wfkoiijatany.129 SM 3 Wedlug innej formy realizacji sposobu opartego na wynalazku, gazy wynikowe dzielone sa na frakcje spe¬ cjalne magazynowane i wykorzystywane dla podwyz¬ szenia wartosci calkowitej.W przypadku generatora, w którego otoczeniu wy¬ stepuja wtargniecia wody, korzystnym jest zmniejsze¬ nie cisnienia przy koncu taktu rozprezania do tego stopnia, azeby istnialo przeciwcisnienie wzgledem cis¬ nienia wody.Wynalazek zostanie dokladnie objasniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia schemat zasadniczy sposobu wedlug wynalazku z jego dwoma podstawowymi przebiegami W oparciu o przyklad wykonania przy juz pracujacym otworze, oraz fig. 2 — przyklad wykonania sposobu wedlug wynalazku przedstawiony na fig. 1 w czasie zaplonu.W generatorze 21, 22, 23, 24 poprzez otwór li wy¬ wiercony w warstwie wierzchniej 2, zgazowywany jest wegiel l/rab inny material z zawartoscia wegla eksploatowanego zloza 1 (dla uproszczenia w dalszej tresci rozumie sie przede wszystkim jako zgazowywanie wegla). Material zgazowujacy wprowadzany jest do utworzonego w zlozu 1 generatora podziemnego 21, 22, 29, 24 przez ten sam otwór 1 poprzez który wypusz¬ czone sa na zewnatrz gazy przemiany.Przy sposobie wedlug wynalazku proces zgazowanla polega na kolejno przebiegajacych cyklach. W obrebie kazdego cyklu wystepuje jeden takt sprezania oraz jeden takt rozprezania. Podczas taktu sprezania prze¬ plyw przez otwór 11 przebiega zgodnie ze strzalka 33 w kierunku generatora 21, 22, 23, 24, przy czym od¬ dalajacy sie od otworu 11 w kierunku zaznaczonym strzalka 34. Podczas taktu rozprezania gazy plyna do otworu 11 w kierunku zaznaczonym strzalka 32, a na¬ stepnie w kierunku zaznaczonym strzalka 31, wydo¬ stajaca sie otworem na powierzchnie ziemi 3.Podczas pracy generatora podziemnego 21, 22, 23, 24 z jednym niezaleznym otworem 11, powstaje w kaz¬ dym przypadku strefa szlakowa 21, strefa reakcji 22, strefa odparowywania 23 oraz strefa suszenia 24, a w zlozu 1 poza strefami generatora 21, 22, 23, 24 ze wzrostem odleglosci od generatora 21, 22, 23, 24 male¬ jacy gradient temperaturowy.W warstwie wierzchniej 2 oraz dennej 4, ogranicza¬ jacej generator podziemny 21, 22, 23, 24, a tym samym zloze 1, wytwarza sie równiez malejacy z odlegloscia od zloza 1 gradient temperaturowy. Podczas taktu sprezania, w którym material zgazowujacy tloczony jest otworem U od powierzchni ziemi 3 do generatora 21, 22, 23, 24, stale wzrasta cisnienie w kazdej z jego stref a w wyniku utworzonych gradientów cisnienio¬ wych material zgazowujacy plynie od otworu 11 w kie¬ runku strefy suszenia 24, wzglednie w kierunku ze¬ wnetrznej granicy generatora 21, 22, 23, 24. Podczas przeplywu gazy znajdujace sie w generatorze %19 22, 23, 24 jak równiez gazy tloczone od powierzchni ziemi, podlegaja w poszczególnych strefach róznym prze- npraofily ooosiaTOwufac równoczesnie na stan stref* , Material zgazowujacy wplywajacy otworem 11 wy¬ tlacza wzglednie wypycha przy wejsciu do strefy szla¬ kowej 21 znajdujace sie w niej gazy i równoczesnie rozgrzewa sie.Strefa szlakowa 21 pracuje w istocie aa zasadzie generatora f oddaje cieplo przeplywajacym jfrzeje nie 6 gazom, przy czym podczas taktu sprezania temperatura jej stale spada.Poniewaz z punktu widzenia chemicznego nie wy¬ wiera zadnego wplywu na przenikajacy przez nia ma- 5 terial zgazowujacy, nazwano ja w dalszej tresci strefa bierna.Gazy gorace przeplywajace przez strefe 21 bierna doplywaja do strefy reakcji 22, w której przebiegaja wlasciwe procesy zgazowania.Material zgazowujacy wchodzi tu w reakcje jedno lub wielostopniowa z weglem zawartym w zlozu 1. Im gaz przeniknie dalej, tym wieksza ma w sobie zawartosc wegla, az 4o momentu osiagniecia równowagi odpo- 16 wiadajacej temperaturze, Jezeli material zgazowujacy zawiera tlen* to wówczas tworzy sie na poczatku strefy reakcji 22 dwutlenek wegla zgodnie z reakcja: C + 02 CO, I Jezeli temperatura jest wysoka* to wówczas z dwu¬ tlenku wegla tworzy sie az do ustalenia sie równowagi odpowiadajacej temperaturze — tlenek wegla wedlug nastepujacej reakcji: C -f CO, ?2CO II 25 Z pary wodnej zawartej w materiale zgazowujacym powstaje wodór oraz tlenek wegla zgodnie z reakcja: C + H30 *CO +Ha DI a w przypadku wzrostu cisnienia tworzy sie z dopro- 0 wadzanego w dól wzglednie z tworzacego sie tam wo¬ doru metan wedlug reakcji: C + 2H2 ?CH4 XV przy czym zawartosc wegla w strefie reakcji 22 stale 35 maleje.Cieplo wymagane do pracy generatora 21, 22, 23, 24 moze byc doprowadzane do zewnatrz, lecz bardziej celowym jest wytwarzanie go w samym generatorze 21, 22, 23, 24. 40 W tych przypadkach w zaleznosci od skladu materia¬ lu zgazowujacego, mozna w strefie reakcji 22 uzyskiwac wymagana ilosc ciepla.Jezeli material zgazowtfacy zawiera tlen i wodór to wówczas w strefie reakcji 22 przebiegaja reakcje 45 egzotermiczne, natomiast gdy w miejscu tych skladni¬ ków wystepuje para wodna, to charakter przebiegaja¬ cych reakcji jest endotermiczny.W dalszej tresci bez wzgledu na faks, ie cieplo do- prowadzane byc moze równiez ze zródel zewnetrznych, rozwazany bedzie jedynie przyklad wykonania, w któ¬ rym zapotrzebowanie ciepla generatora 21, 22, 23, 24 pokrywane jest w calosci z procesów wewnetrznych.W tych przypadkach strefa reakcji 22 generatora 21, B5 22, 23, 24 jett strefa maksymalnej teflaperacury i ena pokrywa zapotrzrhowajHr cieple etrsfr Mena} 2f afc równiez zapoaMboafcnie ciepla wymaga** 4o odparo¬ wywania i suszenia. Ze strefy reakcji 22 cieplo JJorJwW ctelciowo z gazami przeplywajacymi * wyzszej tem- 60 peraturze do strefy odparowywania 23, a czesciowo, z uwagi na zmniejszajace sie z odlegloscia od miejsca maksymalnej temperatury gradienty — przewodem cieplnym do strefy odparowywania 23. W strefie tej z chwila doprowadzenia odpowiedniej UeM cieple e* przebiega odparowywanie wegla l powstawanie pro-123 690 7 duktów rozkladu wzglednie tworzenie sie odpowiedniej przestrzeni pustej, — lecz nie podczas taktu sprezania.Z uwagi na wzrastajace cisnienie, procesy rozkladu przebiegaja wolniej i czesciowo kompensuja wzrost temperatury. Odpowiednio do wielkosci wzrostu tem¬ peratury i cisnienia, okreslona zostaje przez tworzaca sie w danym momencie i w danym miejscu równowage preznosci par — ilosc odparowanych gazów oraz ilosc gazów skroplonych z uprzednio juz odparowanych.Równiez i ze strefy odparowywania 23 cieplo do¬ plywa do strefy suszenia 24 razem z plynacymi gazami w wyniku gradientów temperaturowych. W strefie tej po doplywie odpowiedniej ilosci ciepla na miejscu suszenia wegla i w wyniku tego tworzenie sie prze¬ strzeni pustej. Równiez i tu okreslona zostaje równo¬ waga preznosci pary wodnej, a z nia ilosc odparowujacej i skraplajacej sie pary wodnej odpowiednio do tem¬ peratury i cisnienia w danym miejscu i czasie. Z tej przyczyny ma miejsce nawet doplyw ciepla podczas taktu sprezania, jednak bez procesu suszenia. Do prze¬ dluzenia doczepnego otworu 11 przylaczony jest prze¬ wód zasilajacy i odprowadzajacy.W pierwszym z tych przewodów zamontowany jest zawór zasilajacy 12, a w drugim zawór odprowadzajacy 13. Jezeli podczas taktu sprezania cisnienie w genera¬ torze 21, 22, 23, 24 osiagnie maksymalna przewidziana wartosc, to zawór zasilajacy 12 zamyka sie i odcina doplyw materialu zgazowujacego i tym samym zostaje zakonczony tatt.Z otwarciem sie zaworu odprowadzajacego 13 roz¬ poczyna sie takt rozprezania cyklu, w którym gaz z ge¬ neratora podziemnego wyplywa otworem 11 na po¬ wierzchnie ziemi 3.Pierwsza frakcja wyplywajaca przez otwór 11 sta¬ nowi czesc wtloczonego materialu zgazowujacego, która przedostala sie tylko do strefy szlakowej 21 (strefy biernej), ulegajac jedynie podgrzaniu.Gazy pierwszej frakcji, które nie przeszly poza gra¬ nice zewnetrzna strefy biernej 21, a sa pod wysokim cisnieniem, wprowadza sie do sasiedniego otworu dla Wykorzystania ich cisnienia i ciepla.Na granicy styku gazów doplywajacych do strefy biernej 21 i gazów plynacych od strefy reakcji 22 do strefy biernej 21 pierwszego czasokresu, material zga- zowujacy miesza sie z gazami ze strefy reakcji 22, przy czym wystepuja nastepujace reakcje chemiczne: Tlen materialu zgazowujacego laczy sie z tlenkiem wegla dajac dwutlenek wegla — zgodnie z reakcja: ; 2CO+02——?2COa"' V Wodór materialu zgazowujacego przechodzi w pare wodna zgodnie z reakcja: 2,H2 + Q2- 2H20 VI a metan materialu zgazowujacego przechodzi w dwu- JtlcnekL wegUi pare wodna — zgodnie z reakcja: -t-.-tfi.Vc < XZ£A .-f&Oi ¦«-* CQ£4- 2H20 VII r *£"tego 'tez wzgledu w" gazach odlotowych nastepuje za pierwsza nie zmieniona frakcja, frakcfa druga' skla¬ dajaca sie z gazów obojetnych. Proces mieszania i prze¬ miany przebiega przez caly czas az dó progu otworu 11.Trzecia frakcje uchodzacych gazów stanowia gazy powstale z materialu zgazowujacego, który podczas taktu sprezania doszedl do strefy reakcji 22 wzglednie 8 i poza granice tej strefy. Gazy, które doszly tylko do strefy reakcji 22, nie zawieraja ani par odlotowycli, ani wodoru i tlenku wegla powstajacych z rozkladu wody zawartej w weglu. Pod koniec frakcji trzeciej 5 wzrasta stale w niej zawartosc produktów procesu krakowania, wzglednie rozszczepienia par odlotowych oraz tlenku i wodoru, powstalych z rozkladu wegla i wody w nim zawartych, a zabieranych przez gazy, które doszly do strefy odparowywania 23 przy ich po¬ lo wrocie do strefy reakcji 22. Utleniajaca sie czwarta frakcja sklada sie w calosci z par odlotowych oraz z produktów z procesów ich krakowania wzglednie rozszczepiania jak równiez z tlenku wegla i wodoru powstajacych z wody rozkladowej i z wody z procesu 15 suszenia.Trzecia i czwarta frakcja sklada sie z gazów palnych.Z tego wzgledu obie te frakcje moga byc stosowane wspólnie wzglednie mozna je oddzielic uzyskujac w ten sposób frakcje gazu pelno wartosciowego oraz frakcje 20 gazu mniej wartosciowego.Podczas taktu rozprezania poszczególne strefy pra¬ cuja wedlug wlasnych cech znamiennych.Gazy przeplywajace przez strefe szlakowa 21 pra¬ cujaca jako regenerator, oddaja swoje cieplo podczas 25 taktu rozprezania. W ten sposób strefa szlakowa 21 nagrzewa sie a oddawane przez nia cieplo podczas taktu sprezania jest stale uzupelniane. Ponadto do strefy szlakowej 21 doplywa cieplo w obydwu taktach pelnego cyklu ze strefy reakcji 22 w wyniku róznicy 30 temperatur.W strefie reakcji 22 podczas taktu rozprezania gazy wplywajace wzglednie przeplywajace doznaja przemian odpowiednich do wysokosci temperatury. Pary odloto¬ we krakowane i rozczepiane sa w mniejszym lub wiek¬ szym stopniu w zaleznosci od wysokosci temperatury.Para wodna rozklada sie i tworzy z weglem tlenek wegla i wodór do momentu stanu równowagi uzaleznionego od danej temperatury.W strefie odparowywania 23 z uwagi na spadek cisnienia przebiega odparowywanie podczas taktu roz¬ prezania lub innymi slowy „wygazowywanie". Równo¬ czesnie ponownie odparowuja pary odlotowe skroplone podczas taktu sprezania. Rozmiar wygazowywania uzalezniony jest od ilosci nagromadzonego podczas taktu sprezania jak i od ilosci ciepla doprowadzonej do strefy odparowywania 23 przewodem cieplnym pod¬ czas calego cyklu. Pod koniec taktu rozprezania czesc ciepla uzyskiwana jest w wyniku tego, ze para wodna przeplywajac od strefy suszenia 24 do strefy reakcji 22 podgrzewa sie w strefie odparowywania 23.W strefie suszenia 24 równiez w wyniku spadku cisnienia podczas taktu rozprezania przebiega suszenie wegla. Ilosc odparowywanej wody podczas suszenia w obrebie calego cyklu uzalezniona jest od ilosci ciepla wplywajacej i wyplywajacej ze strefy w wyniku gra¬ dientów temperaturowych jak i od nagromadzonej ilosci ciepla podczas taktu sprezania. , Temperatura w strefie suszenia 24 jest; wyzsza od 60 temperatury zgazowywanego zloza 1 tak, ze w wyniku utworzonych gradientów temperaturowych przeplyw ciepla ma miejsce i poza granice generatora. Takt roz¬ prezania zakonczony zostaje z chwila gdy cisnienie ulatniajacych sie gazów spadnie do przewidzianej 35 minimalnej wartosci cisnienia cyklu. Z zamknieciem123 9 sie zaworu odlotowego 13 zakonczony zostaje takt roz¬ prezania, a z nim razem i caly cykl.Procesy podstawowe kolejno nastepujacych po sobie cykli przebiegaja zgodnie z tym, ze po kazdym cyklu ulega zmianie stan i otoczenie generatora 21, 22, 23, 5 24 z niezaleznym otoczeniem i w zwiazku z tym zmie¬ niaja sie równiez parametry kolejno nastepujacych cykli.Miedzy innymi wzrastaja promienie granic pomiedzy poszczególnymi strefami, objetosci przestrzeni pustych poszczególnych stref oraz stromosc gradientów tern- io peraturowych tworzacych sie w obrebie stref. Odpo¬ wiednio do tego musi ewentualnie zmieniac sie cisnie¬ nie minimalne i maksymalne cykli oraz ilosc wtlacza¬ nego na kazdy cykl gazu lub innego materialu zgazo- wujacego. 15 Srodki stosowane do przygotowywania i zapalania niezaleznego otworu 11 nie róznia sie od stosowanych przy tradycyjnych generatorach. Odwiercanie otworu 11 jest identyczne jak przy wszystkich znanych spo¬ sobach. Wyposazenie otworu 11 rózni sie tylko tym, 20 ze wtlaczanie materialu zgazowujacego oraz odprowa¬ dzanie gazów wynikowych w odwrotnym kierunku musi byc zrealizowane za pomoca ukladu zaworowego.Ponadto w wyposazeniu otworu 11 nalezy przewidziec koniecznosc zapewnienia dostatecznej energii do za¬ palania wprowadzanego otworem do dolu materialu.Uruchomienie otworu 11 ma miejsce przez zapalenie.Zapalenie moze przebiegac wedlug róznych sposobów lub technologii. Zadaniem kazdego z nich jest rozgrza¬ nie wegla lub skaly zawierajacej wesiel, lezacej w obre¬ bie otworu do takiej temperatury, azeby pod dzialaniem doprowadzanego do dolu materialu zcazowujacefro cieplo wynikajace z procesu gwarantowalo utrzymywa¬ nie osiagnietej juz temperatury. Z teso punktu widzenia istotna jest nie tylko temperatura skaly lecz równiez ilosc rozgrzanej skaly.Na fig. 2 przedstawiono rózne mozliwosci sposobów zapalania. Na powierzchni ziemi 3 rozzarzona .zostaie taka ilosc wegla drzewnego lub koksu 41 jaka mozna 40 w pelni wypelnic odcinek otworu 11 wvw^rpne?o w zlozu 1. Wyposazenie sluzace do zapalania sMaHa sie z rury pionowej 14 oraz z zamocowanej na niei pokrywy 15 dopasowanej do rurv wvchodzarei z otworu 11 na powierzchnie ziemi. Pokrvwa 15 larzme z nrzv- 45 mocowana do niej rura pionowa nndnoszona iesr rlo góry i poprzez utworzona szczeline wprowadza sie otworem 11 do zloza 1 wymacana ilosc wepla dr^ewn^o 41 lub koksu doprowadzonego do ctanu za^etra.Nastepnie zamocowuje sie nokrvwe 15 srubami do so rury wychodzacej z otworu 11 uszczelniajac ja uszczelka ognioodporna. Zapalenie rozooczvna sie z chwila zet¬ kniecia sie rozzarzonego wegla drzewnego wzglednie koksu 41 ze zlozem 1 poprzez przewodnictwo cieplne i rozgrzewanie warstw zloza. Zanim temperatura*we$da 65 drzewnego wzglednie koksu 41 spadnie ponizej jego temperatury zaplonu poprzez rure pionowa 14 wtloczone zostaje powietrze przy czym zamkniety jest zawór zasilajacy 12 i zawór odprowadzajacy 13. Podczas do¬ prowadzania powietrza wzrasta w wolnej przestrzeni 60 cisnienie i powietrze wtloczone zostaje do pustych przestrzeni wegla drzewnego lub koksu 41. Powietrze doprowadzane jest az do momentu osiagniecia granicy wytrzymalosci na sciskanie warstwy dachowej 2. Na¬ stepnie przez otwarcie zaworu odprowadzajacego 13 65 690 10 wypuszczone zostaja poprzez otwór 11 tworzace sie- gazy, przy czym cisnienie stale spada. Przy tym do prowadzanie materialu rura pionowa 14 zostaje zmniej¬ szone wzglednie zaniechane. Z chwila gdy cisnienie w otworze 11 osiagnie w przyblizeniu wielkosc zew¬ netrznego cisnienia, zamkniety zostaje zawór odprowa¬ dzajacy i ponownie doprowadza sie rura pionowa 14 powietrze wzglednie nastawia sie na pelna predkosc doplywu.Wymienione powyzej cykle sa stale kolejno powta¬ rzane. Przy kazdym cytlu doplyw tlenu do przestrzeni pustych w weglu drzewnym lub w koksie 41 jest tak duzy, ze utrzymuje je w stanie zarzenia. W miedzy czasie wegiel zloza 1 odparowuje w warstwie stykowej a pary odlotowe przy spalaniu sie wytwarzaja cieplo.Podczas przebiegu odparowywania wytwarzaja sie w weglu przestrzenie puste, do których równiez prze¬ nika powietrze. Równiez nagrzewajacy sie wegiel po¬ woduje podczas suszenia sie powstawanie przestrzeni pustych. Skoksowana czesc zloza 1 zostaje równiez zgazowana tlenem zawartym w powietrzu, przy czym wytwarza sie coraz wieksza ilosc ciepla. Podczas po¬ wtarzajacych sie cykli ilosc dostarczanego wegla drzew¬ nego 41 wzglednie koksu 41 maleje stale od góry do dolu, lecz zwieksza sie wielokrotnie przez rozszerzajace sie w kierunku promieniowym skoksowany, odparo¬ wujacy i schnacy wegiel. Zanim jeszcze wprowadzony do otworu wegiel drzewny 41 lub koks zostanie zuzyty, tworzy sie w zlozu 1 dostateczna ilosc skoksowanego, zarzacego, odparowujacego i schnacego wegla i proces przebiega samoistnie.Proces wyzej wymienionych powtarzajacych sie cykli ulega przerwaniu wówczas, gdy przestrzen pusta utworzona wokól otworu 11 osiagnie minimum dwu¬ krotna wartosc pojemnosci otworu 11, znajdujacej sie ponizej warstwy wierzchniej 2. W tym momencie usunieta zostaje rura pionowa 14 z otworu 11 a otwór zamkniety zostaje pokrywa. Od tego momentu mozna rozpoczac eksploatacje otworu 11.Dla skutecznosci realizacji sposobu istotnym jest to, azeby stosunek objetosci stref tworzacych strefe ak¬ tywna, to znaczy strefy reakcji 22, odparowywania 23 i suszenia 24 do objetosci strefy szlakowej 21 stanowiacej strefe bierna byl mozliwie duzy. Do pracy generatora 21, 22, 23, 24 cisnienie stosowane musi byc tym wieksze im wieksza jest obietosc wzgledna strefy biernej 21 w stosunku do objetosci strefy aktywnej 22, 23, 24.Material zgazowujacy tloczony od zewnatrz w dól moze tylko wówczas doisc do strefy reakcji 22, gdy cisnienie je^o wtlaczania bedzie tak duze, ze gazy znajdujace sie w strefie biernej zostana wypchane do strefy aktywnej 22, 23, 24, co oznacza, ze w obydwu strefach ilosc calkowita gazu zmaleje do objetosci strefy aktywnej.Równiez w przypadkach gdy warunki geologiczne wzglednie otoczenia, przykladowo cienka warstwa wierzchnia 2 nie przeciwstawiaja sie wzrostowi cisnie¬ nia to ze wzgledów ekonomicznych duzy stosunek objetosci strefy biernej 21 do strefy aktywnej 22, 23, 24 jest niekorzystny za wyjatkiem przypadku, gdy wykorzystana byc moze energia cisnieniowa gazu.Stosunek objetosci strefy aktywnej 22, 23, 24 do objetosci strefy biernej 21 jest przy uruchamianiu generatora 21, 22, 23, 24 dostatecznie duzy dla spelnie-miso 11 12 nia kazdego warunku. Podczas starzenia sie generatora 21, 22, 23) 24 automatycznie powieksza sie stale strefa bierna 21 lecz objetosc strefy aktywnej 22, 23, 24 nie zwieksza sie z jej wzrostem. W wyniku eksploatacji wymiary generatora 21, 22, 23, 24 staja sie takie, przy których wymagane wysokie cisnienie z przyczyn eko¬ nomicznych jak i z istniejacych trudnosci wynikajacych z otoczenia nie moze byc juz dalej zwiekszane. Z tego wzgledu wartosc stosunku objetosci strefy aktywnej 22, 23,24 w interesie zwiekszenia wymiarów zgazowywanego generatorem 21,22,23, 24 obszaru weglowego, zwanego polem weglowym jak i wzrost ekonomicznosci poprzez rózne sposoby maleja podczas eksploatacji. W tym wzgle¬ dzie wspomniano o dwu mozliwosciach. Wedlug jednej z nich zmniejszana jest objetosc strefy biernej 21 zas wedlug drugiej zwieksza sie predkosc odparowywania i suszenia w obrebie strefy aktywnej 22, 23, 24 przy równoczesnym zwolnieniu zgazowywania stalej za¬ wartosci wegla. Dla zagwarantowania warunków teore¬ tycznych istnieje znaczna ilosc praktycznych form wykonania.Wedlug jednej z cech realizacji sposobu wedlug wynalazku wprowadza sie dla zmniejszenia objetosci strefy biernej 21 czyli strefy szlakowej 21 szlam, który wypelnia czesc objetosci przestrzeni pustej. Woda parujaca ze szlamu zwieksza zawartosc pary wodnej materialu zgazowiijacego. Dodawanie szlamu winno przebiegac tak, azeby zawartosc pary wodnej w ma¬ teriale zgazowujacym nie wzrosla do tego stopnia i azeby nie zostal on ochlodzony ze wzgledu na strefe reakcji ponizej temperatury roboczej.Wedlug innej cechy realizacji sposobu wedlug wy¬ nalazku dla zmniejszenia objetosci strefy biernej 21 dodaje sie do materialu zgazowiijacego proszek o tem¬ peraturze topnienia nizszej od maksymalnej tempera¬ tury strefy szlakowej 21. W tym przypadku proszek razem z materialem zgazowujacym dochodzi do strefy szlakowej 21 gdzie w zmniejszonych warstwach nie¬ znacznie okadza sie, podczas gdy w warstwach goracych bardziej oddalonych od otworu 11 ziarenka stapiaja sie i przylegaja do powierzchni Czesc ziaren ewentual¬ nie zatrzymana w zimniejszych. czesciach przesuwa sie do przodu w pózniejszych cyklach.W celu zwiekszenia predkosci odparowywania i su¬ szenia w obrebie strefy aktywnej 22, 23, 24 stosowane Jest wstepne podgrzewanie materialu zgazowujacego.W tym przypadku tempo zgazowywania stalej zawar¬ tosci wegla strefy reakcji 22 pozostaje takie same lecz wzrasta temperatura zgazowywania, a tym samym wzrasta ilosc, doprowadzanego ciepla do strefy odpa¬ rowywania 23 i strefy suszenia 24. Oprócz tego do strefy odparowywania 23 i .strefy suszenia 24 doplywa przewodem wieksza ilosc ciepla ze strefy ¦ reakcji 22, której temperatura jest wyzsza. Wszystko, to oznacza, ze ilosc odparowywanego i suszonego wegla jest wieksza w kazdym kolejnym cyklu co w rezultacie prowadzi do zwiekszenia strefy aktywnej 22Y 23, 24. .W celu zwiekszenia predkosci odparowywania i su¬ szenia w obrebie strefy aktywnej 22, 23, 24 skracany jest czas trwania cykli w ten sposób, ze równoczesnie spada równiez cisnienie minimalne kazdego cyklu.W tym przypadku nizsze cisnienie koncowe cyklu umozliwia lepsze odgazowywanie i odparowywanie wiekszej ilosci wody. Dluzszy czas trwania cyklu umo¬ zliwia równiez przeplyw wiekszej ilosci ciepla do strefy odparowywania 23 i strefy suszenia 24 ze strefy reakcji 22 nawet w przypadku tych samych gradientów tem¬ peraturowych. Ostatecznie równiez i to wplywa na 5 wzrost objetosci strefy aktywnej 22, 23, 24.W celu zwiekszenia predkosci odparowywania i su¬ szenia w obrebie strefy aktywnej 22, 23, 24 zmniejsza sie zawartosc dwutlenku wegla, pary wodnej i metanu w materiale zgazowujacym. W przypadku tym tworzace 10 sie w strefie reakcji 22 procesy równowagi przesuwane sa w kierunku tworzacych sie tam wyzszych ilosci ciepla. W wyniku tego uzyskuje sie strefe reakeji 22 o wyzszej temperaturze, przy czym nie wzrasta spadek stalej zawartosci jej wegla. W wyniku tego odparo- 15 wywanie i suszenie przebiega szybciej co w istocie prowadzi do zwiekszenia objetosci strefy aktywnej 22,23,24.Wedlug innej formy realizacji sposobu wedlug wy¬ nalazku dla zwiekszenia predkosci odparowywania 20 i gaszenia w obrebie strefy aktywnej 22,23,24 redukuje sie zaiaartosc gazów obojetnych w materiale zgazowu¬ jacym § w przypadku konkretnym przez stosowanie powietrza wzbogaconego tlenem, przy czym podczas taktu rezpreaania na powierzchnie ziemi 3 odnrowa- 25 dzana ja*t mniejaza ilosc ciepla. W rezultacie otrzymuje sie w tym przypadku strefe reakcji 22 o wyzszej tem¬ peraturze, a -tym samym wzrost objetosci strefy ak¬ tywnej 42, 2*, ** Przy tych-' formach realizacji sposobu dla zmniej- 30 szenia stosunki* objetosci strefy biernej 21 wzgledem strefy aktywne^-22, 23, 24 stosowana byc moze wieksza ilosc wspólnie przebiegajacych, wzglednie kolejno po sobie cykli. Bez ich stosowania eksploatacja jest mniej ekonomiczna. Wartosc stosunku objetosci strefy bier- 15 nej 21 do objetosci strefy aktywnej 22, 23, 24 jak rów¬ niez i jeeo zmiana moze byc kontrolowana podczas eksploatacji przez oznaczanie stosunku tworzacych sie gazów wvnikowvch przy pomocy stalej analizy gazu Poniewaz srodki dk zmniejszenia stosunku obje¬ tosci strefy biernej 21 wzgledem strefy aktywnej 22, 23, 24 Polaczone aa z duzym nakladem, cslowym jest przeprowadzenie ich w zaleznosci od wniosków kon¬ cowych wyciagnietych z analizy gazu wynikowego 45 w celu zblizenia sie do ekonomicznego optimum.W przypadku, gdy zloie 1 jest na stalym, porowatym, nieorganicznym szkielecie a pory wypelnione sa pal¬ nym zawierajacym wegiel organicznym materialem jak wystepuje to przykladowo w przypadku pojedynczych ^ zlóz roonvchi to wówczas równiez i w strefie szlakowej 21 w obrebie podziemnego generatora 21, 22, 23, 24 rozdzial przestrzeni pustych i szkieletu stalego jest równomierny. W takich przypadkach szlaka tworzaca staly szkielet nie dopuszcza do zawalenia sie warstwy 55 wierzchniej 2.Rozmieszczenie przeatracni pustych i szkieletu jest równomierne nawet w przypadku szlak ceramicznych z powstajacymi pecherzykami o ile zawartosc popiolu w weglu nie fest zbyt niska. Przy zwiekszeniu sie sred- 00 ricy strefy szlakowej 21, warstwa wierzchnia 2 naciska coraz silniej na szkielet szlakowy. W zaleznosci od wytrzymalosci szkieletu szlakowego warstwa wierzchnia doznaje nieznacznych lub wiekszych zmian. W przy¬ padku plastycznie poruszajacej fiie warstwy wierzchniej as moze ona peczniec do pewnej granicy do wnetrza strefy 40123190 13 szlakowej 21. Powyzsze moze prowad2ic w przypadku plastycznej warstwy spagowej 4 poprzez pecznienie progowe równiez do pacznienia tej warstwy do wnetrza strefy szlakowej 21. Powoduje to zmniejszenie sie Objetosci strefy biernej 21 co wplywa korzystnie na prace generatora 21, 23, 23, 24. W przypadku kruchej warstwy wierzchniej 2 wykrusza sie ona na skutek rozluznienia sie wystepujacych skal do strefy szlakowej 21 generatora 21, 22, £3, 24. W tym przypadku gazy przeplywaja równiez poprzez przestrzenie puste utwo¬ rzone w rozluznionej warstwie wierzchniej 2. W tym przypadku objetosc przestrzeni pustych strefy biernej 21 nie zmniejsza sie lecz rozmieszcza sie jedynie na Wiekszej przestrzeni.Szlaka rozmieszcza sie w dolnej strefie 21 natomiast w strefie aktywnej 22, 2f, 24 stala czesc moze rozpasc sie w taki sposób, ze U góry powstanie przestrzen pusta biegnaca i rozszerzajaca sie w kierunku strefy szlakowej 21, jezeli wytrzymalosc wypalonego, zgazowanego ma¬ terialu jest mala a jego struktura ulegnie zniszczeniu, wzglednie gdy w temperaturze strefy reakcji 22 tworzy sie stopiona szlaka. W tym przypadku warstwa wierz¬ chnia 2 jak i warstwa spagowa 4 zachowuja sie iden¬ tycznie jak opisano powyzej.Zdomoic spiekania i pecznienia wegla wplywa pod¬ czas odparowywania na wewnetrzna strukture genera¬ torów podziemnych 21, 22, 23, 24 z otworem niezalez¬ nym 11. Wegiel spiekajacy sie utrudnia lub uniemozli¬ wia eksploatacje zwyczajnych generatorów podziemnych 21,22,23, ^4 z licznymi otworami 11.Z jedna} strony uniemozliwia on uksztaltowanie polaczen pomiedzy otworami 11 tym, ze po zabalenhi otworu 14 unieruchamia wykonane w jego stanie zim¬ nym pod wysokim cisnieniem przeplywy powietrza i tlenu pomiedzy dwoma otworami 11 i to nawet w orzy- padku igazowywania w przeciwpradzie, poniewaz na¬ stepujace pod wplywem ciepla pecznienie likwiduje pierwotna nieznaczna przepustowosc wzglednie nrze- nikaln$sc. Równiez i w przypadku otworu skosnego w zlozu pomiedzy dwoma otworami 11 wolywa on na zmniejszenie jego przekroju lub powoduje calkowite jego zatkanie.W przeciwienstwie do znanych sposobów zjawisko to nie wystepuje przy sposobie wedlug wynalazku, poniewaz agazowywanie przebiega tylko za pomoca jednego otworu 11 wzglednie poprzez otwory 11 kazdo¬ razowo w obrebie granicy generatora. W soosobie tym wedlug pierwszej alternatywy piany wynikajace z pecz¬ nienia i z suszenia wywieraja nacisk na material stref skierowany w kierunku otworu. W wyniku tego zmniej¬ sza %ie objetosc przestrzeni pustej strefy biernej 21, co wplywa na poprawe pracy generatora. Spiekajacy sie wegiel nie stwarza tu zadnych przeszkód przy zgazo- wywaniu.W 4)bfelie pola zgazowywania konieczna jest wieksza iJo*£ generatorów podziemnych 21, 22, 23, 24 z nie- gftJeinym otworem 11. Z uplywem czasu eksploatacji gefiemorów 21, 22, £3, 24 zwiekszaja sie ich wymiary ( po pewnym czasie nieuchronnie lacza sie ze roba.CM tego momentu nalezy przy wspólnie pracujacych otworach dfcac o zsynchronizowanie ich pracy. Przy urabianiu pola przez zgazowywanie nalezy poszczególne otwory 11 wykonywac obok siebie w taki sposób, azeby wspomagaly sie w pracy wzajemnie z otworami 11 juz 14 polaczonymi i azeby nie przeszkadzaly w synchronizacji ich pracy. Tego rodzaju instalacja urobkowa, w której stare i nowe otwory 11 wystepuja obok siebie nie jest celowa z uwagi na duze rozbieznosci w czasokresach 5 cykli roboczych.Najbardziej celowym jest dobranie równych czasów trwania cykli dla otworów 11 wzajemnie polaczonych i od powyzszego mozna tylko przejsciowo odstapic.Równiez nie jest konieczne, azeby kazdy otwór 11 ilosc 10 wypuszczanych gazów równala sie ilosci wtlaczanej podczas taktu sprezania.Wedlug jednej z korzystnych form realizacji sposobu w celu wspólpracy otworów 11 dobiera sie zgodnie dlugosc i faze cykli roboczych otworów 11 wzajemnie 15 polaczonych z tempem wzrostu cisnienia. Nastepstwem tego jest, ze gaz z przestrzeni jednego generatora 21, 22, 23, 24 nie przeplywa do przestrzeni drugiego ge¬ neratora 21, 22, 23, 24 i ze gazy wprowadzane do dolu jednym otworem 11 po przemianie tym samym otwo- 20 rem 11 uchodza na powierzchnie ziemi 3.Zaleta tej wspólpracy jest dobra zdolnosc oddzielania poszczególnych frakcji «azu wynikowego. Wady uwida¬ czniaja sie wówczas jezeli wspólpracujace otwory 11 róznia sie swoim czasokresem eksploatacji. W takim 25 przypadku predkosc przeplywu w otworach mlodszego generatora 21,22,23,24 musza byc mniejsze niz w otwo¬ rach starszych 11. Otwory 11 mlodszego generatora sa niewykorzystywane lecz strata przeplywu jest mniej¬ sza. 30 Wedlug innej formy realizacji wspólpracy otworów 11 zgodne sa ponownie dlugosc i faza cykli roboczych, zas przy otworach 11 dobiera sie stale predkosc prze¬ plywu w przyblizeniu tak samo duze. W przypadku jednakowo starych generatorów 21, 22, 23, 24 nie 35 oznacza to zadnej istotnej zmiany w porównnniu do pracy niezaleznej.Jezeli wspólpracujace generatory 21,22, 23, 24 róznia sie znacznie pomiedzy soba czasokresem eksploatacji to jest to jednoznaczne równiez z duzymi róznicami 40 pod wzgledem ich objetosci. W przypadku takiej sy¬ tuacji z przestrzeni mlodszego generatora 21, 22, 23, 24 przenlrwa do przestrzeni atarszego generatora 21, 82, 23, 24 dosc znaczna ilosc gazu. Korzystnym moze byc to z punktu widzenia szybszego zgazowywania znajdujacych sie pomiedzy generatorami 21, 22, 23, 24 zasobów ukladów generatorowych.Wedlug innej korzystnej formy realizacji wspól¬ pracy pomiedzy otworami 11 jest obok zgodnosci cykli 50 roboczych cecha charakterystyczna to, ze czesc otworów 11 w pierwszej linii wzglednie w calosci eksploatowana jest tylko podczas taktu sprezania, zas druga czesc w wiekszosci lub calkowicie tylko podczas taktu roz¬ prezania. Oprócz tego moga znajdowac sie w systemie 55 wspólpracujacych generatorów 21, 22, 23, 24 w kazdym takcie pracujace otwory li. Przy tego rodzajn eksplo¬ atacji wspólpracujacego ukladu generatorowego, gdy stare bedace tuz przed unieruchomieniem generatory 21,22,23, 24 pracuja tylko w takcie sprezania a w czasie 30 taktu rozprezania gaz nie jest wypuszczany wzglednie tylko w malym stopniu, osiaga sie, wykorzystanie ciepla ogrzanych skal otworu 11 bedacego przed unie¬ ruchomieniem.Wedlug jednej z korzystnych form urabiania zloza 1 65 na krawedzi starzejacego sie generatora 21, 22, 23, 24123 890 15 16 lub w strefie suszenia odwierca sie nowe otwory 11.W tym przypadku system pracuje w taki sposób, ze otwory 11 znajdujace sie w strefie aktywnej eksploato¬ wane sa tylko podczas taktu rozprezania, podczas gdy otwory 11 znajdujace sie w strefie biernej 21 eksploato¬ wane sa w pierwszej linii podczas taktu sprezania.W tym przypadku wtlaczany material zgazowujacy do strefy biernej 21 przeplywa podczas taktu sprezania zarówno przez strefe reakcji 22, strefe odparowywania 23, jak i strefe suszenia 24 dokladnie jak to opisano, czyli przez generator 21, 22, 23, 24 z niezaleznym otwo¬ rem 11, przy czym cisnienie stale wzrasta, poniewaz przykladowo kazdy z otworów 11 (otworu) znajduja¬ cych sie w strefie aktywnej 22, 23, 24 podczas tego (jest) sa zamkniete.Podczas taktu rozprezania otwór wzglednie otwory 11 znajdujacy lub znajdujace sie w strefie biernej sa zam¬ kniete, a otwór wzglednie otwory 11 znajdujace sie w strefie odparowywania 23 i/lub w strefie suszenia 24 strefy aktywnej 22, 23, 24 sa otwarte tak, ze poprzez ten ostatni lub te ostatnie otwory 11 przeplywajacy przez strefe reakcji 22 przetworzony material zgazo¬ wujacy oraz wyplywajace ze strefy odparowywania 23, pary lotne i para wodna ze strefy suszenia 24 — uchodza na zewnatrz.W porównaniu do wyzej opisanego generatora 21, 22, 23, 24 z niezaleznym otworem 11, gazy wynikowe pod wieloma wzgledami wykazuja liczne odchylenia.Gazy wynikowe nie dziela sie na frakcje i z tego wzgledu brak jest w gazie frakcji przetworzonego ma¬ terialu zgazowujacego.Wynikajaca z suszenia para wodna nie przechodzi przez strefe reakcji 22 i z tego wzgledu nie zostaje przetworzona na tlenek wegla i wodór i w swej postaci dochodz! na powierzchnie ziemi 3.Równiez pary lotne uchodza z danego otworu 11, wzglednie otworów 11 w swej pierwotnej postaci bez procesu krakowania wzglednie rozszczepiania.Przy tej formie wykonania uranianie zgazowvwane pola przebiega w ten spo-ób, ze poorzez najdalej lezace od strefy aktywnej 22, 23, 24 otwory 11 zamula sie otoczenie tych otworów, azeby w wyniku rozluznienia sie nakladu szczelinowatosc jego nie doszla do powierz¬ chni górnej, jak równiez w celu ograniczenia przestrzeni ukladu generatorowego.Z postepem zgazowywania mozna wvkonvwac nowe otwory 11 w strefie suszenia 24 lub bezposrednio noza granice generatora tak, azeby podczas przesuwu eene- ratora 21,22, 23, 24 osiagniete zostaly w jak naikrótszvm czasie poniewaz od tego momentu nastermje przez nie przeplyw gazu. Generatory podziemne 21, 22, 23, 24 z niezaleznym otworem 11 posiadaja i dalsza dziedzine zastosowania, przy czym rodzaj zastosowania uzalez¬ niony jest od miejsca. Z tego wzgledu stosowanie ich w poszczególnych miejscach przedstawiamy na przy¬ kladach: Sposób ma zastosowanie na przyklad przy zagazowy- waniu lignitów, lupków palnych i wegla brunatnego, które to w zasadzie posiadaja wysoka przesiakliwosc, a podczas suszenia silnie sie kurcza. Jezeli pary odlo¬ towe przedostana sie do drobnych szczelin wzglednie rys, to materialy te zatykaja je. W takich zlozach 1 generator 21, 22, 23, 24 z niezaleznym otworem 11 moze byc stosowany bez szczególnego ograniczenia.Sposób znajduje szczególne zastosowanie z wiekszym powodzeniem od innych sposobów — i bez jakich¬ kolwiek zmian — w przypadku zmiekczajacych, pecz¬ niejacych i spiekajacych sie wegli, jak i wegli kamien- 5 nych.W przypadku grubych zlóz wegla o niskim cieple spalania, moga byc wytwarzane gazy o niskiej wartosci opalowej.Generatory 21, 22, 23, 24 znajduja zastosowanie io równiez w przypadku lupków palnych o niskiej wartosci opalowej. W przypadku wyczerpanych odwiertów naf¬ towych mozliwe jest równiez wytwarzanie —* lecz wymagane jest wówczas cisnienie wyzsze od przecietnego.W tym przypadku generator podziemny 21, 225 23, 15 24 pracuje na tej samej zasadzie. Cecha znamienna w czasie tej eksploatacji jest to, ze nie jest zageszczona porowatosc skaly i generator 21, 22, 23, 24 nie jest ograniczony wzdluz obwodu. Oplacalnosc zgazowy¬ wania zloza 1 uzalezniona jert od tego, na jakiej glebo- 20 kosci ma byc ono zgazowywane i jak grube jest zloze 1.Równiez i slabe zloza 1 o grubosci od 20 do 30 cm moga byc zgazowywane generatorem 21, 22, 23, 24 z niezaleznym otworem 11, lecz zgazowywanie to nie jest ekonomiczne. Oplacalnosc zgazowywania slabych 25 zlóz uzalezniona jest od grubosci warstwy wierzchniej 2.Uzyskiwana energia jest tym wieksza im z wieksza temperatura i z wieksza predkoscia zgazowywane jest pole generatorowe.Ze spadkiem grubosci zloza 1 wzrasta strata ciepla 30 na jednostke czasu wzgledem wierzchniej warstwy 2 i warstwy spagowej 4. Powyzsze skomplikowane byc moze predkoscia urabiania i spadkiem temperatury strefy reakcji 22. Wzrost predkosci urabiania mozna osiagnac przez zmniejszenie czasu cykli i wzrost ilosci 3 wtlaczanego podczas czasu trwania cyklu materialu zgazowujacego.Warunkiem powyzszego jest zwiekszenie srednicy otworu 11 i zwiekszenie predkosci przeplywu podczas taktu sprezania i taktu rozprezania. Ze wzgledu na mala grubosc warstw w czasie trwania cyklu i obiegu gazu na kazdy cykl, ma miejsce szybszy postep stref.Nic nie stoi na przeszkodzie zgazowywaniu wegla o duzvm cieple spalania. Przy zgazowywaniu wegla o niskiej wartosci opalowej, temperatura w strefie reakcji 22 stale spada ze wzgledu na wysoka zawartosc popiolu i wodv. Nastepstwem tego jest równiez zmniej¬ szenie sie wartosci opalowej gazu wynikowego. W wy¬ niku spadku temperatury woda nie rozklada sie i ucho¬ dzi otworem 11: pod postacia pary wodnej. Wartosc opalowa zloza 1 moze spasc do takiego stopnia, ze temperatura w strefie reakcji 22 obnizy sie ponizej 450 °C, przy której to eksploatacja generatora 21, 22, 23, 24, nie moze byc dalej prowadzona.W takim przypadku mozna eksploatacje dalej kon¬ tynuowac przez wstepne podgrzewanie materialu zga¬ zowujacego w regeneratorze zewnetrznym wzglednie w akumulatorze ciepla. Przez zastosowanie regenera¬ tora zewnetrznego wzglednie akumulatora ciepla oraz 60 dobre wykorzystanie regeneratora wewnetrznego wzgled¬ nie akumulatora ciepla, mozna korzystnie jeszcze zra¬ zowywac zloza 1 o cieple spalania do 15 Kcal/kg, przy grubosci zloza 2 m.Ponizej tego mozliwosc zgazowywania uwarunkowana 65 jest warunkami miejscowymi. Dla korzystnego zgazo- 40 45 50 55\ 123 6 17 wania koniecznym jest równiez w tym przypadku zmniejszenie czasokresu trwania cyklu na jednostke przestrzenna wymiany gazu.Wegiel w zasadzie nie wystepuje w jednym zlozu 1, lecz w licznych zlozach 1 zawierajacych grupy po- 5 kladowe. Grubosc pokladów skalnych wtloczonych pomiedzy zloza zmienia sie w obrebie szerokich granic.Jezeli odleglosc pomiedzy zlozami nie przekracza 40 — do 50 metrów, to wówczas celowym jest równoczesne ich zgazowywanie przez jeden, wzglednie kazda z nich 10 przez jeden otwór 11.Powyzsze zmniejsza ubytki w przewodzeniu ciepla do warstwy wierzchniej 2 i skaly spagowej 4. Z tych przyczyn korzystnym moze byc równiez zgazowywanie slabych, ewentualnie grubszych, o nieznacznym cieple 15 spalania zlóz lupków palnych 1, których eksploatacja sama w sobie nie bylaby ekonomiczna.Równoczesne zgazowywanie zlóz 1 osiagane jest przez równoczesne ich zapalanie. Jezeli zloze glówne usytuowane jest w dole, a wtloczone skaly pomiedzy 20 nie i znajdujacym sie nad nim zlozem 1 nie sa grubsze niz 1 metr, to wówczas w wyniku rozluznienia znajduja¬ cych sie nad nim zloza 1 zapalaja sie samoczynnie.W przypadku zlóz lezacych ponizej zloza glównego 1, wystepuje to tylko przy cienszych warstwach skalnych. *? Sposób zgazowywania podziemnego z niezaleznym otworem 11 moze byc z powodzeniem stosowany do zgazowywania pozostalego wegla w juz wyeksploato¬ wanym zaglebiu weglowym i polach szybowych, o ile w nich znajduje sie ponad 10 milionów ton wegla. *° W ten sposób uzyskane gazy wynikowe przedluzaja ekonomiczne zasilanie w energie usytuowanych w za¬ glebiu weglowym elektrowni i osiedli mieszkaniowych.W tym przypadku sila rzeczy poszczególne pola zgazowywania posiadaja male wymiary i mniejsze 35 stezenie produktu. Pewne rozwiazanie w tym przypadku stanowi tloczenie gazu przewodami z przylaczeniem do przewodu wtynkowego. Równiez w przypadku grup generatorów podziemnych oddalonych od siebie moze istniec w pewnym stopniu takie rozwiazanie, Ze gaz przewozony bedzie na miejsce uzytkowania odpowied¬ nimi srodkami transportu. Przyczyny nie wydobycia pozostalego wegla moga byc rózne. Jedna z nich moze byc to, ze do urobku pozostalego pola konieczne bylo 45 przejezdzanie przez chodniki poszukiwawcze, co bylo nieoplacalne.W innych obszarach zloze stawalo sie tak slabe, ze eksploatacja jego stawala sie nie ekonomiczna. Równiez w wiekszosci przypadków eksploatacja zloza bywa zaniechana z uwagi na niebezpieczenstwo eksplozji pylu weglowego jak i duzej zawartosci metanu.Sposób wedlug wynalazku ma zastosowanie nie tylko do zgazowywania materialu pozostalego w zlozach wegla kamiennego 1, lecz równiez w zlozach ropnych 1. 55 W tych przypadkach eksploatacja generatora pod¬ ziemnego 21, 22, 23, 24 z niezaleznym otworem odbiega od dotychczasowej, jak. to wynika z dalszej tresci.Ruchoma. czesc zawartosci materialu organicznego i skaly odznaczajacej sie porowatoscia i przepustowoscia ^ przesuwa sie podczas wydobywania ropy naftowej w kierunku otworu 11. Z pekniec kamienia wapiennego jak równiez z powierzchni porowatych przestrzeni pustych mozna wydobywac bez stosowania sposobu termicznego, czesci odznaczajace sie wyzsza lepkoscia & 18 jak i stale czesci bitumiczne. Pozostalosc moze prze¬ kraczac 50%.W dziedzinie przemyslu naftowego coraz bardziej zyskuje na znaczeniu wydobywanie przez czesciowe spalanie ropy naftowej. Równiez i w tej dziedzinie zgazowywanie z niezaleznym otworem 11 stanowi rozwiazanie korzystne.W porównaniu do podziemnego zgazowywania wegla nalezy miec na uwadze, ze w tym przypadku generator 21, 22, 23, 24 nie ma ostro zarysowanej linii granicznej.Podczas taktu sprezania gradient cisnieniowy wzrasta znacznie wiecej wraz ze wzrostem odleglosci od otworu 11 niz ma to miejsce w przypadku wegla, poniewaz przepuszczalnosc porowatego materialu jest znacznie mniejsza w przypadku pierwszym. Gazy tlocza przed soba plynaca w porach ciecz. W plynacej cieczy gra¬ dient cisnieniowy jest jeszcze wyzszy, poniewaz lepkosc jej jest wyzsza o 2 do 3 rzedy wielkosci. Predkosc prze¬ plywu strefy cieczy jest wiec mniejsza od predkosci przeplywu gazu. Powyzsze umozliwia stale i gwaltowne zwiekszanie cisnienia stref gazowych 21, 22, 23, 24 podczas taktu sprezania.Wzrastajace cisnienie gazu w strefie aktywnej 22, 23; 24 umozliwia i w tym przypadku dojscie materialu zgazowujacego poprzez strefe bierna 21 do strefy reakcji 22 strefy aktywnej 22, 23, 24 i zgazowania materialu organicznego. Ponadto gazy dostarczaja cieplo strefie odparowywania 23, w której oleje o wysokiej lepkosci przemieniaja sie w pare, a zwiazki bitumiczne ulegaja skoksowaniu.Jezeli w porach zlóz naftowych znajduje sie wóda, to wówczas w strefie suszenia 24 nastepuje ogrzanie wodnych wilgotnych powierzchni, wzglednie odparo¬ wanie czesci wody za pomoca doprowadzonego tam ciepla. Ostatecznie, gazy pchaja przed soba faze ciekla w kierunku linii granicznej generatora 21, 22, 23, 24, w wyniku czego linia graniczna generatora 21, 22, 23, 24 stale sie rozszerza. Strefy aktywne 22, 23, 24 ge¬ neratora 21, 22, 23, 24 polepszaja wiec równoczesnie z rozszerzajacymi sie granicami generatora, podczas taktu sprezania, objetosc strefy aktywnej 22, 23, 24.Podczas taktu rozprezania gazy wypuszczane sa przez otwór 11. Równiez i w tym przypadku pierwsza frakcja sklada sie z nieprzetworzonego materialu zga¬ zowujacego. Druga frakcja jest calkowicie utleniona faza, a trzecia frakcja równiez i w tym przypadku sklada sie z gazów o zawartosci tlenku wegla i wodoru, pod¬ czas gdy czwarta frakcja jest wzbogacona w piej i pro¬ dukty rozkladu zwiazków bitumicznych.Podczas taktu rozprezania równiez i w tym przy¬ padku wymagany jest dluzszy czas na odwrócenie sie przeplywu od granicy strefy aktywnej 22, 23, 24 w kie¬ runku na zewnatrz. Objetosc strefy aktywnej 22, 23, 24 generatora 21, 22, 23, 24 wzrasta w dalszym ciagu.Powyzszy wzrost objetosci nie jest jednak juz korzystny, rmrnewaz .nie przyczynia sie do Wzrostu ilbsci wply¬ wajacego do strefy aktywnej 22, 23, 24 materialu zga¬ zowujacego. Z tego wzgledu cisnienie spada wolniej gdy na granicy generatora, granica gaz ciecz przesunie sie w kierunku otworu 11 i przesuwa sie w tym kie¬ runku podczas taktu rozprezania, niz ma to miejsce w przypadku generatorów podziemnych 21, 22, 23, 24 z niezaleznym otworem U i stala linia graniczna.12SCM 20 15 W obrebie cyklu zgazowywania linia graniczna generatora 21, 22, 23, 24 przebiega od maksimum do minimum. Cykl ten jest wzgledem cyklu utworzonego na otworze otworu 11 fazowo zwloczny. Maksymalne i minimalne linie graniczne generatora 21, 22, 23, 24 5 rozszerzaja sie podczas kolejno nastepujacych po sobie cykli.Cisnienie minimalne generatora 21, 22, 23, 24 i czas trwania cyklu mutia byc regulowane, azeby srednica minimalna generatora 31, 22, 23, 24 nie osiagnela strefy 10 odparowywania 23, jezeli czynnikiem ruchomym jest woda* W przypadku wiekszej ilosci otworów na zlotu naftowym, celowym jest eksploatowanie generatorów 21, 22, 23, 24 w cyklach o jednakowym czasokresie trwania, jednak w celu wykorzystania ruchu znajduja¬ cych sie pomiedzy otworami 11 cieczy, korzystnym jest dla zmniejszenia stosunku objetosci strefy biernej do objetosci strefy aktywnej, przesunac fazy cykli wzgledem siebie.Sposób wedlug wynalazku ma zastosowanie nie tylko do zgazowywania poziomych zlóz weglowych 1 i zlóz weglowych 1 o malych spadkach* lecz równiez do zlóz weglowych 1 o spadkach stromych. W tym przypadku x przebieg; cykli jest identyczny* natomiast przebieg zga¬ zowywania pola generatorowego jest inny i generator 21* 22, 23,24 posiada symetryczna plaszczyznowa forme geometryczna, a nie symetryczna osiowa.Przede wszystkim wplyw na przebieg zgazowywania » uzyskuje sie w ten sposób, ze otwór 11 nie jest w pionie w stosunku do zloza weglowego 1 i ze dlugosc odcinka otworu przecinajacego zloze 1 jest wiekszy. Za pomoca jednego otworu 11 mozna zgazowywac znacznie wieksze ilosci wegla. Zapalanie otworu 11 przeprowadzane jest » w tym przypadku w najnizej polozonym miejscu prze¬ cinajacego zloze 1 odcinka otworu. W tym przypadku poczatek zgazowywania nastepuje w dolnych czesciach zloza i przebiega w otoczenia otworu 11 do góry* Zluzowanie sie waistwy wierzchniej 2 wymaga* *° w przypadku zlóz 1 ze stronym zboczem, zwiekszenia «V góry przynaleznego do otworu fi pola generatora.W wynika tego ilosc zfazowywanego za pomoca jednego otworu wegla w zlozach o stromych spadkach moze byczwielokrotniona. m Przy zgazowywanhi na duzych glebokosciach, to jest przy zgazowywaniu zlóz wegla 1 lezacych ponizej 1000 metrów, uwidaczniala sie przy realizacji sposobu wedlug wynalazlas wszystkie wady i zalety innych sposobów zgazowywania podziemnego. Przy cBogich otworach 11 zwiekszmy jest rówakz i tutaj naklad finansowy, ale W takm Ofgypadku jest znacznie mniejsze zagrozenie zanieczysyczgruL zewnetrznego. Szczególna zaleta jest mozliwosc; zjtiefcszenia cisnienia* a tym samym znacz- i zwiekszania wymiarów pola generatora. Przy tych nroat cisnienia maksymalnego do okolo im***** nie atiasiwi zadnej pauiaZHl rnwjzsin zeowazs na kttw* realizowania pól torowych e nronriemjarh 50m. _ SO W sposobie wedlug wynalazku, stosowany moze byc material zgazowujacy, dostosowany do danego celu i jakosci zloza. Materialem zgazowujacysn jest w za¬ sadzie gaz; tocz w ntektórych okreslonych przypa&tach zanw* hfc nian dec* *ub iaottccsal o stalym ataufc eta- m pienia. Cecha charakterystyczna materialu zgazowuje- cego jest to, ze zawiera on skladnik, który w tempera¬ turze zgazowywania tworzy z weglem produkt o gazo¬ wym stanie skupienia. Inna mozliwosc polega na tym, ze do zgazowywania wprowadzony jest material, bedacy obojetnym nosnikiem ciepla, a pokrywajacy w calosci cieplo wymagane do zgazowywania odparowywania i suszenia.Dla najczesciej stosowanych materialów zgazowu- jacych podajemy w dalszej tresci nastepujace przy¬ klady: Jezeli dla zagwarantowania ciaglosci wymaganej do zgazowywania wzglednie do realizacji sposobu opar¬ tego na wynalazku wolnej objetosci strefy odparowania 23 i strefy suszenia 24 generatora podziemnego 21, 22, 23, 24 — strefa reakcji 22 nie moze dostarczyc wymaga¬ nej ilosci ciepla, wówczas cieplo to musi byc uzupel¬ niane z powierzchni ziemi 3. W tym przypadku sto¬ sowany jest jako material zgazowujacy wzglednie jego skladnik — gaz obojetny* który nie odgrywa zadnej innej roli jak tylko taka, azeby po ogrzaniu na powierz¬ chni ziemi 3 doprowadzic cieplo do strefy odparowywa¬ nia 23 i strefy suszenia 24.W praktyce najlepszym jest powietrze, z którego czesc zuzyta zostaje do wprowadzenia ciepla, a która zachowuje sie jako gaz obojetny. Tlen zawarty w po¬ wietrzu laczy sie z weglem na dwutlenek wegla, który nastepnie rozpada sie na tlenek wegla. Równoczesnie w strefie reakcji 22 wytwarza sie cieplo w zaleznosci od ilosci tworzacego sie dwutlenku wegla i tlenku wegla.Skutecznosc sposobu uzalezniona jest od ilosci ciepla jaka dojdzie do strefy odparowywania 23 i do strefy suszenia 24 z ogólnej powstalej ilosci ciepla i z ilosci doprowadzonego ciepla z powierzchni ziemi 3.Powietrze wzbogacone w tlen wzglednie czysty tlen w porównaniu z samym powietrzem przyczynia sie w kazdym cyklu do zgazowania wiekszej ilosci wegla* a ilosc tworzacego sie ciepla w strefie reakcji 22 jest znacznie wieksza i temperatura tej strefy jest wyzsza.Równiez jako material zgazowujacy stosowana moze byc para wodna, wzglednie moze stanowic ona czesc skladowa materialu zgazowujacego.Para wodna zgazowuje wegiel w strefie reakcji 22 jezeli temperatura tej strefy jest dostatecznie wysoka, tak azeby z pary wodnej i z wegla odpowiednio dostanu równowagi tworzyl sie tlenek wegla i wodór. W przy¬ padka specjalnych, jako material zgazowujacy wzgled* nie jako skladnik nmateriahi zgazowujacego ma zasto¬ sowanie dwutlenku wegla* Czesc dwutlenku wegla przemieniona zostaje w strefie reakcji 22 na tlenek wegla wedlug; reakcji II. Przemiana przebiega w wyso¬ kim stopniu w wyzszej temperaturze i przy nizszym cisnieniu.Dwutlenek wegla jako skladnik materialu zgazowu- pedek temperatury w etjafie reakcji, jego feat roakladeni msmmwEkmywi. atosewony jest 7BK0 ttntcsTm zgazowuracy w przypadku zgazowywenra pod wysokim cisnieniem.V oparciu o równanie reakcji IV wodór zgazowuje wegiel w strefie reakcji 22, przy czym tworzy sle metan.Wydajnosc procesu wzrasta wraz ze wzrostem cisnienia* Reakcje jest egzotermiczna, a tym samym nie spada tempetatuia strefy reafeefl «t podczas zgazowj waiita.123 690 21 Równiez siarka moze byc stosowana jako material zgazowujacy. Reakcja przebiega wedlug nastepujacego równania: C + 2S ? CS2 VIII jezeli siarka przechodzi przez rozzarzona warstwe wegla* Siarka moze byc wprowadzana do generatora 21, 22, 23, 24 w postaci pary. Stosowanie siarki jako materialu zgazowujacego celowe jest tylko w takich przypadkach, w których wykorzystany moze byc dwusiarczek wegla, wzglednie gdy wskazana jest regeneracja siarki uwa¬ runkowana wzgledami lokalnymi.Tworzenie sie dwusiarczku wegla jest reakcja endo- termiczna i powoduje spadek temperatury zarzacej sie warstwy wegla, o ile pobrane cieplo nie zostanie uzupelnione. Proces ten celowym jest przy produkcji metanu i siarkowodoru przebiegajacej zgodnie z tów- naniem reakcji automatycznie w obecnosci siarczku molibdenu jako katalizatora.CS2 -f 4H2 CH4 + 2H2S IX Siarka w tym przypadku moze byc odzyskiwana ponownie wykorzystywana.Równiez w przypadku specjalnych warunków miejsco¬ wych jako material zgazowujacy stosowany moze byc dwutlenek siarki. Reakcja przebiega wedlug równania automatycznie: C + S2 C02 +S X jezeli dwutlenek siarki przechodzi przez rozzarzona warstwe wegla.Przebieg reakcji jest egzotermiczny z duza iloscia wytwarzajacego sie ciepla, co wplywa na wzrost tem¬ peratury strefy reakcji 22. Duza korzysc ze stosowania dwutlenku siarki jako materialu zgazowujacego — polega na tym, te na jednostke objetosci zgazowuje on tyle samo wegla co czysty tlen z tym, ie produkcja jego jest tansza.W temperaturach wyzszych od 300 DC proces moze przebiegac w dalszym ciagu z przetwarzaniem siarki na dwusiarczek wegla, przy czym i równiez w tym przy¬ padku temperatura strefy reakcji 22 nie spada.Proces przebiega równie* i w innym kierunku dalej zgodnie z nastepujacym równaniem reakcji: 2C -f S02 2CO +S XI i to w tym wiekszym stopniu* im wyzsza jest temperatura strefy reakcji 22. Przebieg reakcji jest endotermiczny i po dluzszym czasie temperatura strefy reakcji spada, a reakcja moze przebiegac tylko wedlug równania X.Przy uwzglednieniu zloza 1, warstwy wierzchniej 2 zloza 1 i mozliwosci zuzytkowania w otoczeniu, mozna wytwarzac róznorodne gazy wynikowe za pomoca zgazowywania podziemnego z niezaleznym otworem 11, Wielostronna róznorodnosc sposobu i jego zdolnosc dopasowywania do naturalnych okolicznosci daje w wa¬ runkach niekorzystnych znikomy wybór, zas w warun¬ kach korzystnych daje róznorodne mozliwosci W dalszej tresci przedstawione zostana najczesciej wystepujace mozliwosci realizacji sposobu, wybrane z widu innych.Najciezsze warunki i najmniejsze mozliwosci wyboru stwarza zgazowywaaie bardzo slabych zlóz 1 oraz grub¬ szych zlóz 1 ¦— Jecz o bardzo malym cieple spalania.Przy zgaaowyw&aiu tego rodzaju zsoz 1 wytwarzany mone by* jedanie twacyyfa* obojetny o tea*eraturxe 22 do 700 °C. Jedyna mozliwosc stanowi powstawanie wartosciowych par odlotowych. W tym przypadku moga byc one oddzielane jako oddzielna frakcja, na¬ tomiast produkty smolowe moga byc zuzytkowane. 5 Wykorzystanie goracego gazu obojetnego mozliwe jest w pobliskiej elektrowni. W przypadku braku takowej gaz ten moze byc zuzywany do zageszczania roztworów wzglednie do wytwarzania na miejscu goracej wody i pary. 10 W przypadku zlóz usytuowanych na duzych glebo¬ kosciach sposób ten moze byc oplacalny tylko w wy¬ jatkowych przypadkach.Przy zgazowywaniu zlóz grubych 1 wzglednie ma¬ terialów o duzym cieple spalania moga byc wytwarzane 15 gorace gazy palne i przy tym moze byc oddzielana frakcja krakowanej wzglednie rozszczepianej pary od¬ lotowej. Jezeli goracy palny gaz transportowany jest na malych odleglosciach, to wówczas moze byc on wy¬ korzystywany bez chlodzenia w elektrowniach lub 20 zakladach chemicznych, w których wykorzystywany jest przez spalanie. Pozostalosci par odlotowych i produkty ich krakowania wzglednie rozszczepiania moga byc pochlaniane i wykorzystywane w oddzielnych frakcjach, W przypadku wystepowania w rejonie zakladów 25 nawozów sztucznych azotowych lub innych zakladów wykorzystujacych gaz syntezowy zlóz 1, przy których oplacalnym jest doprowadzanie na dane odleglosci przewodami rurowymi lub innym sposobem gazu syntezowego* celowe jest wówczas kierowanie eksploa- 21 tacja generatora 21, 22, 23, 24 w taki sposób, azeby tworzace sie podczas zgazowywania frakcja byla pod wplywem doboru skladu materialu zgazowujacego.Jedna z mozliwosci dla urzeczywistnienia tego *m*?n*a jest wydzielenie optymalnego odcinka tworzacej sie podczas zgazowywania frakcji, zas druga mozliwosc stanowi — jak juz wspomniano — dobór materialu zgazowujacego.Wytwarzanie gazu przesylanego ekonomicznie na wieksze odleglosci tak .zwanego zimnego dalgazu, mozna realizowac bezposrednio ze zlóz 1 lezacych na duzej glebokosci. Najbardziej odpowiednim typem dla dalgazu sa weglowodory, a przede wszystkim metan.Gazy te moga byc wytwarzane z jednej strony za pomoca generatorów 21, 22, 23, 24 na duzej glebokosci, a z dru¬ giej strony przez zastosowanie wodoru jako materialu zgazowujacego. Wodór jako material zgazowujacy sluzy do wytwarzania metanu wzglednie weglowodorów w wyniku xeakqi egzotermicznej z weglem. Wysokie cisnienie, które moze byc wytwarzane tylko wprzypadku zlóz 1, usytuowanych na duzych glebokosciach, dopro¬ wadza tworzenie metanu w reakcje równowagi. Za¬ wartosc metanu moze wystepowac równiez przy zasto¬ sowaniu pod wysokim cisnieniem pary wodnej jako „ materialu zgazowujacego w przypadku gdy tworzacy 5S sie wodór wchodzi w reakcje z weglem.Inne przykladowo wykorzystanie gazu wynfloowego powsmje wowczsjt, gdy ze wzgledu na grubosc warstwy wierzchniej £ zaote byc wytwarzany gaz o wysokim M cisnieniu i z zwagi na charakter Istniejacego zlota weglowego 1 bedzie to gaz obojetny. W takim przy¬ padku wysokie cisnienie moze byc wykorzystane do wytwarzania energii. Ze wzgledu na wysokie cisnienie równowaga przesuwa sie równiez przy wyzszej cecnperz- B turze w kieruajfli dwutieoka wejsa. £ner*a wyaofeo123 690 23 cisnieniowego gazu moze byc przetwarzana bezposred¬ nio w turbinach gazowych. W tym przypadku cisnienie i temperatura gazu wykorzystywana jest do wytwarzania energii. Temperatura rozprezonego gazu moze byc ponadto wykorzystywana dokladnie tak samo jak w przy¬ padku gazów obojetnych o niskim cisnieniu.Jeden z korzystnych warunków zastosowania opiera sie na tym, ze w przypadku zmieniajacego sie zapotrze¬ bowania, eksploataq'e mozna przeprowadzac odpowied¬ nio do zapotrzebowania. W czasokresie niskiego zapo¬ trzebowania istniejaca mozliwosc wykorzystuje sie w ten sposób, ze strefe reakcji 22 wprowadza sie na eksploataqe goraca, a przez wydluzenie cyklu prze¬ dluzona zostaje objetosc strefy aktywnej 22, 23, 24.W okresach szczytowych mozna wykorzystywac korzystnie wytworzony stan, a w porównaniu do równo¬ miernej eksploatacji wytwarzac wieksza ilosc gazu wy¬ nikowego o wiekszej wartosci grzejnej.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób podziemnego zgazowania zlóz skal palnych, to znaczy wegla i mineralów zawierajacych wegiel, a takze wegla kamiennego i ropy naftowej za pomoca otworów, znamienny tym, ze podczas taktu sprezania material zgazowujacy przesyla sie do osi otworu, wzgled¬ nie od osi otworów w kierunku granicy generatora a podczas taktu rozprezania gazy wynikowe przesyla sie od granicy generatora w kierunku osi tego samego otworu (otworów) lub w kierunku innego otworu wzglednie innych otworów. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze objetosc strefy aktywnej nastawia sie na taka wielkosc, przy której podczas maksymalnego cisnienia taktu sprezania mozna wprowadzac material zgazowujacy do strefy reakcji. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze stosunek objetosci strefy aktywnej generatora do objetosci jego strefy biernej doprowadza sie do takiej wartosci, wzglednie utrzymuje sie na tak wysokim poziomie, przy którym zmiana warunków roboczych dla zwiekszenia objetosci strefy aktywnej nie powoduje zadnego spadku jakosci gazu wynikowego. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze zwiekszanie objetosci strefy aktywnej wzglednie utrzy¬ mywanie jej na poziomie stalym realizowane jest przez wstepne podgrzewanie materialu zgazowujacego wpro¬ wadzanego podczas taktu sprezanie do strefy aktywnej, przez co w strefie odparowywania odparowany zostaje material organiczny a w strefie suszenia wilgoc. 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze utrzymywanie na stalym poziomie objetosci strefy ak¬ tywnej powoduje sie przez utrzymywanie temperatury strefy reakcji na odpowiedniej wysokosci, w której cieplo przechodzi do stref odparowywania i suszenia. 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze wzrost objetosci strefy aktywnej uzyskuje sie przez wstepne podgrzewanie gazu plynacego otworem do dolu. 7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze wzrost objetosci strefy aktywnej uzyskuje sie przez przedluzenie czasokresu trwania cyklu przy równo¬ czesnym obnizeniu minimalnego cisnienia cyklu. 24 8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze wzrost objetosci strefy aktywnej uzyskuje sie przez zwiekszenie zawartosci tlenu wzglednie wodoru lub przez zmniejszenie zawartosci wody, dwutlenku wegla, 5 metanu i/lub innych skladników materialu zgazowuja¬ cego wymagajacych doplywu ciepla. 9. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze zmniejszenie objetosci strefy biernej uzyskuje sie przez doprowadzanie w dól otworem materialu zgazowujacego. io 10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze na podsadzke stosuje sie material o duzej porowatosci, peczniejacy pod dzialaniem ciepla, odznaczajacy sie przepustowoscia gazów i który po stwardnieniu posiada dostateczna wytrzymalosc na ewentualne pekniecia 15 lub runiecia warstwy wierzchniej. 11. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze zmniejszenie objetosci strefy biernej uzyskuje sie przez dodanie do materialu zgazowujacego proszku (proszków) o temperaturze topnienia nizszej od maksymalnej tem- 20 peratury strefy biernej. 12. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym, ze stosunek objetosci strefy aktywnej do objetosci strefy biernej kontroluje sie i stosuje sie w oparciu o pomiar objetosci frakcji gazowej, wyplywajacej w obrebie 25 jednego cyklu lub jednego okresu, przy czym w przy¬ padku koniecznym zwiekszona zostaje objetosc strefy aktywnej. 13. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze cisnienie maksymalne stosowane podczas sprezania 30 podnosi sie do wysokosci wymaganej dla przepustowosci gazu i odpowiadajacej wytrzymalosci na sciskanie warstwy wierzchniej. 14. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zloze zgazowuje sie poprzez otwór w skalach palnych 35 lezacych w jego otoczeniu, przy czym podczas taktu sprezania wprowadza sie do dolu material zgazowujacy a podczas taktu rozprezania przez ten sam otwór od¬ prowadza sie gaz wynikowy. 15. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 40 z uplywem czasu starzenia sie stapiajacych sie genera¬ torów z niezaleznym otworem eksploatuje sie wspólnie wszystkie otwory przeprowadzajac ich cykle w takcie synchronicznym. 16. Sposób wedlug zastrz. 13, znamienny tym, ze 45 w generatorze z niezaleznym otworem po utworzeniu strefy aktywnej obok otworu wtryskowego wzglednie otworów wtryskowych eksploatuje sie otwór pomocniczy wzglednie otwory pomocnicze pomiedzy strefa reakcji a granica generatora w taki sposób, ze do pracy w takcie 50 sprezania dopuszcza sie otwór wtryskowy (otwory wtryskowe) a tloczacy wzglednie wytwarzajacy otwór pomocniczy (lub otwory pomocnicze) tylko podczas taktu rozprezania, przy czym objetosc strefy aktywnej utrzymuje sie na poziomie stalym lub sie je powieksza. 55 17. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 13 lub 16, zna¬ mienny tym, ze otwór wtryskowy (lub otwory wtrys¬ kowe) eksploatuje sie równiez w takcie rozprezania i to tak, ze przepuszcza sie przez nie gaz tylko z taka 9 predkoscia, azeby podczas taktu rozprezania gaz w zad¬ nym kierunku nie przeplywal przez strefe reakcji. 18. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 15, znamienny tym, ze material zgazowujacy doprowadzony do gene¬ ratora lecz nie dochodzacy do strefy aktywnej jest 65 odzyskiwany w stanie niezm feiionym podczas taktu123 690 25 rozprezania przy jednoczesnym wykorzystaniu jego cisnienia i temperatury odprowadza sie do sasiedniego generatora z niezaleznym otworem, w którym jest w pelni wykorzystany. 19. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gazy wynikowe dzieli sie na frakcje, a te skladuje sie 26 specjalnie dla podwyzszenia wartosci calkowitej wzgled¬ nie wykorzystuje. 20. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w otoczeniu generatora zagrozonym wtargnieciem wody obniza sie cisnienie taktu rozprezania do wysokosci stanowiacej przeciwcisnienie wzgledem cisnienia wody.Zk 23 2Z 32 4 £f £2 34 rLg.1123 690 13 zm 15 l«. 12 k -11 W^ 1 Ftg.2 LDD Z-d 2, z. 401/1400/84/24, n. 85+20 egz.Cena 100 zl PL