Подземная газификация

Возможность осуществления процесса газификации угля непосредственно в пласте под землей была высказана еще Д. И. Менделеевым в 1888 г. Принцип

подземной газификации очень прост (рис.6). С поверхности земли к угольному пласту бурят две скважины 1 на расстоянии 50—100 м друг от друга, соединяемые горизонтальным штреком 4. В одну из скважин подают чистый

воздух или воздух, обогащенный кислородом, через другую отбирают

Рис. 6 Схема подземной газификации угля

образующийся газ, а горизонтальный штрек является реакционным пространством, в котором протекает газификация.

Существует также бесшахтный метод подземной газификации. В этом случае необходимым условием является увеличение естественной проницаемости пласта угля между отверстиями для подачи дутья и отбора газа. Это обеспечивается с помощью направленного образования трещин (например, гидравлическим разрушением, электродроблением, прожиганием или бурением тонких соединительных каналов между скважинами). Сравнительно недавно начали применять наклонное бурение — под углом к поверхности пласта и с постепенным искривлением шурфа в слое угля. Таким образом, при бесшахтном методе нет горизонтальных штреков. В пласте бурят ряд вертикальных скважин небольшого диаметра, часть из которых служит для подачи дутья, а остальные — для отвода образующегося газа. Движение газов между скважинами осуществляется за счет газопроницаемости пласта.

Подземная газификация имеет ряд специфических особенностей:

-отсутствие движения топлива (образование газа происходит в результате передвижения очага горения, вместе с которым перемещаются в пространстве зоны подземного газогенератора);

-отсутствие газонепроницаемых стенок, вследствие чего реакционный канал непосредственно граничит с угольным пластом, который подвергается термической обработке на определенную глубину;

-проникание грунтовых вод в подземный газогенератор, благодаря чему даже на одном воздушном дутье процесс протекает с участием водяного пара;

-соприкосновение реакционного канала с минеральными породами, причем некоторые из содержащихся в них компонентов могут каталитически влиять на процесс.

Газ, получаемый при подземной газификации угля (воздушное дутье), имеет следующий состав: 14—16% (об.) СO₂, 8—10% (об.) СО, 1,1 — 1,5% (об.)

СН₄, 17— 20% (об.) Н₂, 1,5—2% (об.) H₂S, 53—56% (об.) N₂. Теплота сгорания такого газа невелика (3600—4200 кДж/м3), поэтому он наиболее пригоден в качестве энергетического топлива для электростанций. При использовании в качестве дутья воздуха, обогащенного кислородом, калорийность газа повышается, и после отмывки от диоксида углерода его можно использовать как топливо для промышленных печей, для коммунально-бытового потребления или как синтез-газ.