富油煤原位热解对流加热过程传热规律数值模拟
毛崎森
王长安
侯育杰
陈美静
宁星
邓磊
车得福
西安交通大学 动力工程多相流国家重点实验室,陕西 西安 710049
摘要：富油煤是集煤、油、气属性于一体的煤炭资源,主要赋存于中低阶煤类中,具有高焦油产率的特点.富油煤的原位热解是将煤层不经开采直接于地下加热方式热解产出小分子油气的一种技术,从而达到高效、清洁利用富油煤资源的目的.为明确多因素在注气体原位热解传热过程中的影响规律,探索加热过程中制约热解效果的矛盾关系,通过Fluent数值模拟方法,构建了煤层、加热井及生产井为一体的三维模型,研究了加热介质、流体流速、流体温度、裂缝分布等因素对整体煤层温度场分布的影响规律.数值模拟结果表明:不同加热介质对煤层温度提升的效果差异不显著,与水蒸气和氮气相比,CO2 作为加热介质的效果相对较好.在单一裂缝的加热条件下,采用不同流速,有效加热区域的占比难以提升至25%以上,煤层平均温度均低于380℃.提升加热介质的温度对整体升温速率提升较显著,每提升加热介质温度50℃,可提高有效加热区域8%,提升煤层平均温度29℃.在3 条裂缝加热条件下,加热速率较单井模式下大幅提高,可在 2a内将整个煤层温度提升至 100%有效加热范围.多条横裂缝中的流体分布不均匀情况可通过添加纵裂缝的方式改善.通过探究不同因素对富油煤热解过程热能传导与利用的影响,强化富油煤加热过程中传热及提升热能利用效率.
关键词：富油煤原位热解注气加热温度场传热特性
分类号：TQ53(煤化学及煤的加工利用)TK114(热能、热力工程)
资助基金：华能集团总部科技课题能源安全技术专项资助项目(HNKJ20-H87)
论文发表日期：2023-08-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 19-29 )
英文信息