Pomiary temperatury w procesie podziemnego zgazowania węgla

• Autorzy: Lisiecka E.

Warianty tytułu

EN

Temperature measurements in the underground coal gasification process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Proces podziemnego zgazowania węgla (PZW), pozwala na pozyskanie gazu o własnościach użytkowych bezpośrednio w złożu węglowym, in situ. Istotnym czynnikiem wpływającym na skład i kaloryczność otrzymanego gazu są warunki termodynamiczne panujące w georeaktorze, w tym temperatura. Kontrola i sterowanie warunkami temperaturowymi, w jakich przebiega proces pozwolą na uzyskanie gazu procesowego o pożądanych własnościach użytkowych, dla konkretnych zastosowań i przyczynią się do wykorzystania procesu PZW na skalę przemysłową. W związku z tym, na całym świecie, prowadzone są prace badawcze nad rozwojem urządzeń i metod pomiaru temperatury w georeaktorze. W niniejszym artykule przedstawiono efekty badań literaturowych, dotyczących monitoringu temperatury w procesie PZW, pokrótce opisano dotychczas wykorzystywane przyrządy i metody pomiarowe, takie jak: pirometry optyczne, termopary, światłowodowe czujniki rozłożone, termometrię izotopową, wyznaczanie temperatury na podstawie określania stopnia pęcznienia skały stropowej, pomiaru koncentracji radonu oraz symulacji komputerowej. Detekcja temperatury realizowana była w reaktorach in situ (w warunkach naturalnego pokładu węglowego) oraz ex situ (w reaktorach powierzchniowych symulujących pokład węglowy). Wykonany przegląd literaturowy stanowi punkt wyjścia dla opracowania, autorskiej metody i urządzenia do pomiaru temperatury w procesie PZW.

EN

The underground coal gasification process (UCG) is used to obtain a gaseous product of functional properties directly from the coal deposit in situ. The main parameter that affects the gas composition and heat value are thermodynamic conditions in the georeactor, for instance the temperature. Operation and control of temperature conditions, in which the process is performed, allow to obtain the process gas with the desired properties for specific application. Thus, it will be possible to use this process on an industrial scale. Therefore, all over the world, there is a need for the development of novel methods and equipment for detecting temperature in the UCG process. This paper presents the effect of a review of various methods and equipment applied for temperature measurements in the georeactor through different research. It shows a brief description of devices and methods of measurements, such as: optical pyrometers, thermocouples, distributed optical fiber temperature sensors, isotope thermometry, determination of temperature based on the degree of caprock swelling, radon concentration measurement or computer simulation. Furthermore, temperature detection was carried out in in situ (in natural coal seam) and ex situ (in reactor which simulates natural coal seam) reactors. This review of literature is a starting point to develop the author’s method and device for measuring the temperature in the UCG process.

Słowa kluczowe

PL

podziemne zgazowanie węgla; pomiary temperatury; temperatura w georeaktorze

EN

underground coal gasification; temperature measurements; temperature in the georeactor

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 70, nr 12
• Strony: 27--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Lisiecka E.

• Interdyscyplinarne Studia Doktoranckie w zakresie Czystych Technologii Węglowych, Główny Instytut Górnictwa w Katowicach

Bibliografia

• 1. Aiman W.R. i inni: The Hoe Creek II field experiment on underground coal gasification preliminary results, DOE Report, No. UCRL-80592; CONF-780417-8, U.S. 1978.
• 2. Bhutto A. W., Bazmi A. A., Zahedi G.: Underground coal gasiication: From fundamentals to applications. Progress in Energy and Combustion Science 2013, Vol. 30.
• 3. Brandenburg Ch. F. i inni: Interpretation of chemical and physical measurements from an in situ coal gasification experiment. 50th Annual Fall Meeting of the Society of Petroleum Engineers of AIME, Dallas, 1975.
• 4. Brasseur A. i inni: Carbon stable isotope analysis as a tool for trading temperature during the El Tremedal underground coal gasification at great depth. Fuel 2002, Vol. 81.
• 5. Campbell G. G.: Unerground coal gasification at Hanna, Wyoming. Thermal power conference, Washington State University, October, 1975.
• 6. Couch G. R.: Underground coal gasification. IEA Clean Coal Centre, ISBAN 978-92-9029-471-9, July 2009.
• 7. Dziunikowski K.: Doświadczenia nad podziemnym zgazowaniem węgla w laboratoryjnym gazogeneratorze powierzchniowym. Prace Głównego Instytutu Górnictwa, Stalinogród, Wyd. Górniczo-Hutnicze 1956, Seria A, Komunikat nr 182.
• 8. Hill R. W. i inni: Results of the Centralia Underground Coal Gasification Field Test. 10th Annual Underground Coal Gasification Symposium, August 12-15, Williamsburg, 1984.
• 9. Kaczmarek Z.: Światłowodowe czujniki i przetworniki pomiarowe. Warszawa, Agenda Wydawnicza PAK 2006.
• 10. Kostúr K., Blišťanová M.: The research of underground coal gasification in laboratory conditions. Petroleum & Coal 2009, Vol. 51, No. 1.
• 11. Lee S., Speight J. G., Loyalka S. K.: Handbook of Alternative Fuel Technologies. CRC Press. March 2007.
• 12. Liang Ch. i inni: A back analysis of the temperature field in the combustion volume space during underground coal gasification. Mining Science and Technology (China) 2011, Vol. 21.
• 13. Luo Y., Coertzen M., Dumble S.: Comparison of UCG cavity growth CFD model predictions. 7th International Conference on CFD in the Minerals and Process Industries CRISO, Melbourne, Australia, December 2009.
• 14. Michalski L., Eckersdorf K., Kucharski J.: Termometria. Przyrządy i metody. Łódź, Wyd. Politechniki Łódzkiej 1998.
• 15. Nourozieh H. i inni: Simulation Study of Undergound Coal Gasification in Alberta Reservoirs: Geological Structure and Process Modeling. Energy and Fuels 2010, Vol. 24.
• 16. Olness D. U.: The underground coal gasification station at Lisichansk. Lawrence Livermore Laboratory, UCRL-52572, wrzesień, 1978.
• 17. Palarski J.: Pozyskiwanie metodami niekonwencjonalnymi energii z pozabilansowych pokładów węgla z uwzględnieniem ograniczenia emisji CO2. Górnictwo i Geologia 2010, Tom 5, Zeszyt 1.
• 18. Rauk J.: Określanie temperatur w generatorach podziemnych na podstawie pomiaru stopnia pęcznienia skały stropowej. Przegląd Górniczy 1969, Nr 2.
• 19. Stańczyk K.: Czyste technologie użytkowania węgla. Katowice, Główny Instytut Górnictwa 2008.
• 20. Stańczyk K. i inni: Gasification of lignite and hard coal with air and oxygen enriched air in pilot scale ex situ reactor for underground gasification. Fuel 2011, Vol. 90.
• 21. Taba L. E. i inni: The effect of temperature on various parameter in coal, biomass and CO-gasification: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews2012, Vol. 16.
• 22. Tomeczek J.: Zgazowanie Węgla. Gliwice, Wyd. Pol. Śl.1991.
• 23. Wang J. i inni: Distributed Optical Fiber Temperature Sensor Applied in Underground Coal Gasification System. IEEE 2010.
• 24. Yang L.: Study of the model experiment of blinding-hole UCG. Fuel Processing Technology 2003, Vol. 82.
• 25. Yang L., Liang J., Yu Li.: Clean coal technology – Study on the pilot Project experiment of underground coal gasification. Energy 2003, Vol. 28.
• 26. Yang L.: Study on the model experiment and numerical simulation for underground coal gasification. Fuel 2004, Vol. 83.
• 27. Yang L. i inni: Experimental Study of Shaftless Underground Gasification in Thin High-Angle Coal Seams. Energy and Fuels 2007, Vol. 21.
• 28. Yang L. i inni: Field test of large scale hydrogen manufacturing from underground coal gasification (UCG). International Journal of Hydrogen Energy 2008, Vol. 33.