Подземная газификация угля

Большое экологическое значение имеет подземная газификация угля на месте его залегания. Энергию угля используют, не извлекая уголь на поверхность. Идея подземной газификации принадлежит Д. И. Менделееву.

Первые опытные работы по подземной газификации углей в России начались в 1933 г. в Подмосковном угольном бассейне на Крутовском буроугольном месторождении, на Лисичанском месторождении в Донбассе и в г. Шахты.

Разработана технология бесшахтной подземной газификации углей. Основными ее стадиями являются бурение с поверхности земли на угольный пласт вертикальных, наклонных и наклонно горизонтальных скважин для подвода воздушного дутья и отвода газа. Кислород воздуха вступает во взаимодействие с углем и образует горючий газ: смесь оксида углерода (II) и газов пиролиза.

Внедрение технологии подземной газификации способствует снижению загрязнения окружающей среды.

Плазменная газификация угля. Чтобы превратить уголь в жидкое топливо, используют плазмотрон — аппарат, в котором постоянным дуговым разрядом подогревают струю пропускаемого газа до температуры 10 000—20 000°С. Раскаленный газ поджигает вспрыскиваемую угольную пыль непосредственно в факеле. При этом не образуются балластные газы (оксид углерода (IV), водяной пар), а получаемый синтез-газ (оксид углерода (II), водород) оказывается предельно чистым. Из него с помощью катализаторов получают жидкий метанол или бензин.

Для газификации угольной пыли выгоднее использовать не воздух, а кислород. В нашей стране отлажено производство мощных надежных ожижителей кислорода, впервые созданных академиком П. Л. Капицей. Газогенераторы с кислородным дутьем могут перерабатывать в 1 ч 500—700 т угля, что эквивалентно производству 5 млн. т в год синтетического жидкого топлива.

Метод передела углей с помощью плазменной газификации вносит революционные изменения во все энергетические технологии. В Энергетической программе России намечается переработка дешевых сибирских углей, добываемых открытым способом. Сейчас треть угля в стране добывается открытым способом, через 20—30 лет эта доля удвоится. Часть угля планируется сжигать на электростанциях, часть перерабатывать в газовое и жид- . кое топливо, пригодное для транспортировки по трубопроводам на дальние расстояния.

Метод плазменной газификации начинают применять на Славянской ГРЭС. Плазмотроны здесь используют для улучшения сжигания угольной пыли в топке парового котла. Аналогичная работа по сжиганию местных углей начата специалистами в Алма-Ате и во Фрунзе. Бензин из угля. В 1985 г. в России вступила в строй промышленная установка по производству синтетического топлива.

На территории в несколько сотен гектаров поднялось свыше десяти заводских корпусов. К одному из них протянута нитка железнодорожных рельсов. По ней идут составы с углем, добытым в Канско-Ачинском бассейне. Именно зауральский бурый уголь и будет превращен в этих «стенах» в бензин и дизельное топливо. СТ-5 — так назвали первенец будущей индустрии синтетического топлива, на котором будет перерабатываться в день 5 т угля.

К сведению. Размышляя об экологии, мы в основном думаем о себе – о людях, и совершенно забываем простую истину, что Земля – живой организм, и ей приходится постоянно терпеть наши издевательства над ней. Так не будем же забывать об этом.

Технологию получения топлива из угля разработали специалисты Института горючих ископаемых. Дробленый уголь после воздействия водяных паров высушивают и размалывают в мельнице до порошка. Угольная «мука» подается затем в мешалки, а оттуда в виде пасты в специальные печи, где она сильно подогревается и смешивается с циркулирующим водородсодержащим газом. Следующая ступень — реакторы, где паста насыщается водородом — гидрогенизируется. Уголь превращается в жидкое топливо при строго определенном режиме. Если бы можно было взглянуть на этот процесс через мощный микроскоп, то можно было бы увидеть такую картину: молекула угля разрывается на осколки — бензин и дизельное топливо. Чтобы они «не срослись» обратно, к ним присоединяется водород. Потом разделяют твердую и жидкую части. Твердую сжигают, чтобы уловить ценный катализатор. А жидкую часть — синтетическую нефть перерабатывают обычным (как на нефтеперерабатывающем заводе) способом и получают бензин. Он обладает очень важной особенностью — его октановое число гораздо выше, чем у «нефтяного» бензина. Следовательно, экологически он более чистый. Одно из главных достоинств новой технологии по сравнению с существующими зарубежными — снижение давления в 7 раз (с 70927,5 до 10132,5 кПа) — позволило исключить необходимость создания толстостенного оборудования колоссальной металлоемкости.

Мазут. В России на тепловых электростанциях в топливном балансе 38% приходится на мазут. При сжигании жидких видов топлива (мазутов) с дымовыми газами в атмосферный воздух поступают: сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, газообразные продукты неполного сгорания топлива, соединения ванадия, солей натрия, а также отложения, удаляемые с поверхностей котлов при чистке. Чтобы защитить атмосферу от загрязнения, создана комплексная золоулавливающая установка, которая обеспечивает соблюдение санитарных норм при работе котла производительностью 420 т/ч пара на высокосернистом мазуте Башкирского месторождения. Смонтирована она в линии рециркуляции. Получаемый улов представляет собой ценное ванадий и никельсодержащее сырье, которое используется металлургическими заводами.

Пиролизные котлы самые экономные.