Технологические особенности метода ПСС (часть 1)

Если измерить температуру горящего серного пласта, двигаясь по направлению фильтрации воздуха и газов сжигания, то при графическом изображении результатов измерения получится характерная кривая (рис. 15.3), называемая «тепловой волной», причем можно обнаружить, что максимум «тепловой волны» перемещается в область 1 вслед за потоком воздуха или навстречу ему в зависимости от схемы подачи воздуха в пласт. Поскольку различным процессам в серном пласте соответствуют различные температурные диапазоны, то можно выделить в этом пласте ряд пространственно разделенных зон, в каждой из которых тот или иной процесс является преобладающим.

В зоне 3 предварительного прогрева пласта (Т≤120°С) происходит испарение влаги из пор пласта, а также конденсация паров серы, вынесенных из более горячих зон. Прогрев пласта происходит конвективно-теплопроводным путем при прямоточной фильтрации (т. е. при совпадении направлений движения очага горения и фильтрации воздуха) и чисто теплопроводным при противоточной фильтрации.
Зона 2 плавления серы (120≤Т≤445°С) характеризуется наличием расплавленной, но еще не воспламенившейся серы. В этой зоне происходит частичное перераспределение серы в поле действия силы тяжести, которое наиболее интенсивно в интервале температур 120÷158°С, соответствующем минимальной вязкости серы. Перераспределение серы вызывает увеличение проницаемости верхней части пласта и уменьшение проницаемости нижней. В этой же зоне происходит дегидратация включений гипса и незначительное предпламенное испарение серы.
Зона горения 1 характеризуется температурами свыше температуры кипения серы (445°С), причем это значение температуры является приближенным, так как температура воспламенения серы зависит от большого числа факторов (условий теплоотвода, размеров пор, содержания кислорода и серных паров, чистоты серы и т. п.). При вскипании серы происходит резкое увеличение плотности серных паров и, таким образом, увеличивается вероятность воспламенения.
В зоне горения происходит интенсивное окисление серных паров, приуроченное главным образом к наиболее крупным каналам и трещинам. В более мелких порах условия воспламенения серы затруднены. Таким образом, горящему серному пласту соответствует в первом приближении модель «двойной пористости», т. е. серный пласт можно условно представить состоящим из мелкопористых блоков, разделенных более крупными порами, каналами и трещинами, в которых и происходит фильтрация воздуха и окисление серных паров.

---