Газифікація вугілля як ефективний метод видобутку газу

Проблема забезпечення населення достатньою кількістю газу відіграє важливу роль в житті суспільства. Уникнути її або ж вирішити можна за допомогою газифікації вугілля, методу, який стає все більш популярним в багатьох країнах. Суть його полягає в перетворенні вугілля в газ, і допомагає спеціалістам цієї галузі добувати шахтний метан, або його ще називають метан вугільних пластів. Саме цей газ допомагає правильно і раціонально використовувати природні ресурси. Газифікація вугілля – це процес перетворення вугільного продукту в газоподібну речовину шляхом неповного окислення при високій температурі і різному тиску. Газ отримується в газогенераторах, які служать так званою міні електростанцією, в яких відбуваються різноманітні процеси ендо- і екзотермічних реакцій. Які види вугільної сировини можна використовувати? Насправді газоподібний продукт можна отримати з будь-якого типу вугілля – з бурого, антрацитів і навіть нафтошламу, які мають різні показники вологи і зольності. В усіх випадках важливими компонентами газу, який отримується на виході, вважаються СО, Н2 и СН4. Проте їх кількість та співвідношення, як і загальна ефективність процесу, можуть змінюватись в широких діапазонах і залежать від умов і режиму підземної газифікації вугілля, а також особливостей вугілля, яке використовується.

Як відбувається процес газифікації шахтного метану?

Перетворення вугілля в газ відбувається шляхом використання керованого термохімічного процесу в режимі теплової хвилі. Повне переведення вугільної органіки або нафтошламу в газоподібну речовину (з отриманням 97% газу) проводиться в дві стадії:

1. на першій стадії в газову фазу переводяться леткі речовини, які утворюються з насичених низькомолекулярних сполучень. Газифікація вугілля проводиться з використанням технології повітряного дуття різної інтенсивності в режимі зворотної теплової хвилі. Розпал вугілля здійснюється зверху, максимальна температура, відповідно до показників систем енергетичного обліку та контролю, має притримуватись в межах 750-850 градусів, що дає змогу уникнути утворення шкідливих газоподібних оксиду азоту та сірки;

1. повна газифікація шахтного метану проводиться під час другої стадії. В цей період в газову фазу переводяться високомолекулярні органічні компоненти, які утворюють «жорсткий каркас» з конденсованих аромаядер. Процес здійснюється на пароповітряному дутті різної інтенсивності на нафтошлам в режимі прямої теплової хвилі. Максимальна температура має досягати відмітки в 800-900 градусів.

Під час виконання цього процесу використовуються установки для відновлення пари легкої фракції. Завдяки їм газифікація вугільних компонентів проходить більш ефективно. Інколи спеціалістами використовується інвертор для отримання комфортних умов під час проведення робіт.

Ефективність методу підземної газифікації вугілля

Завдяки системам енергетичного обліку та контролю можна найбільш точно визначити ефективність цього процесу. Зазначимо, що розрахунковий склад газу, який отримується на підприємстві підземної газифікації нафтошламу характеризується такими показниками змін вмісту окремих компонентів:  

Використання повітряного дуття під час нагнітання в пласт вугілля, який газифікується – шахтного метану, дає змогу отримати низькокалорійний газ з можливістю відтворення тепла близько 4 МДж/м3. Таке паливо можна використовувати в газотурбінних установках чи котельнях і ТЕЦ. У випадку використання технології газифікації вугілля за допомогою паро-кисневого дуття, можна отримати середньокалорійний газ. У нього можливість відтворення тепла складає 10-13 МДж/м3. Які основні переваги підземної газифікації вугілля?

• Збереження земної поверхні та плодородного шару ґрунту.
• Уникнення створення територій для складування шахтного метану, які при традиційних методах оброблення вугільних пластів є одними з головних джерел забруднення довкілля.
• Під час споживання продукції, подібної до кінцевого продукту від системи сонячної енергії, більшість факторів ековпливу на довкілля порівняно з твердим паливом вважаються менш шкідливим.

Загалом, екологічна ситуація і можливі негативні наслідки підземної газифікації вугілля прогнозовані, їх можна контролювати і вирішувати інженерно-технічними методами. Це робить процес газифікації ефективним і з мінімальним негативним впливом на навколишнє середовище, забезпечуючи екологічну чистоту газифікації вугілля під землею.

Особливості установки для відновлення пари легкої фракції

Установки для відновлення пари легкої фракції дають змогу повноцінно забезпечувати оптимальні умови під час перетворення вугільного продукту в газ. Таким чином нафтошлам стане одним з головних компонентів переробки, з якого можливо отримати також високоякісний продукт. Під час газифікації вугілля проходить процес розподілу рідких компонентів на фракції – важку та легку, з подальшим їх використанням за потребою.

1. Важкі фракції можна переробляти для подальшого використання у виготовленні чавуну.
2. Легкі фракції шахтного метану часто стають екологічно чистими будівельними матеріалами.

Окрім цього, завдяки низькій температурі в установках для відновлення пари легкої фракції зберігається низький рівень викидів і це дає змогу утилізувати різні відходи – горючі та негорючі. Також, при одночасному виробництві зі шлакових розплавів будматеріалів загальний економічний ефект від використання подібного обладнання буде набагато вищим, ніж у сучасних парогазових пристроїв. Тому, використання системи енергетичного обліку та контролю важливе, від цього залежить загальна оцінка роботи та проходження всіх процесів. До того ж нею часто користуються спеціалісти перед проведенням обслуговування котлів. Отже, підземна газифікація вугілля вважається складним фізико-хімічним процесом, який проходить в природних умовах. На нього впливають не лише технологічні, але й природні фактори, які пов’язані з розташуванням вугільного пласта, його складом, міцністю та глибиною розміщення. Ці та багато інших нюансів безпосередньо впливають на якість та швидкість перетворення вугільних продуктів, а також подальше використання установки для відновлення пари легкої фракції.