новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
тендеры / аналитика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы

расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты / книги
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас

реклама на сайте
контакты
Магазин химических реактивов
поиск
   

главная > справочник > химическая энциклопедия:

ГАЗИФИКАЦИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ ПОДЗЕМНАЯ


выберите первую букву в названии статьи: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

ГАЗИФИКАЦИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ ПОДЗЕМНАЯ, превращ. твердых топлив (угля, горючих сланцев) непосредственно на месте их залегания в недрах земной коры в горючий газ. который выводят на пов-сть через буровые скважины.

В пром. масштабе осуществлена подземная газ.фикация угля (П. г. у.). Идея ее была предложена Д. И. Менделеевым (1888), который писал: "... настанет, вероятно, со временем даже такая эпоха, что угля из земли вынимать не будут, а там в земле его сумеют превращать в горючие газ...."; позднее (1912) эту же идею высказал У. Рамзай. В. И. Ленин в статье "Одна из великих побед техники" высоко оценил идею П. г.у. и ее преимущества перед шахтным методом добычи угля. СССР принадлежит приоритет в разработке (с 1930) и внедрении техн. решений П. г. у.

Для стабильного получения горючего газ. под землей необходимо учитывать особенности как самого пласта топлив., так и вмещающих его пород (напр., состав и степень метаморфизма угля, прочность пород и т.д.). П.г.у. осуществляется под действием высокой температуры (1000-2000 °С) и подаваемого под давлением дутья - разл. окислителей (как правило, воздуха, О2 и водяного пара. реже-СО2). Для подвода дутья и отвода газ. газ.фикацию проводят в скважинах, расположенных в определенном порядке и образующих т. наз. подземный генератор. В нем идут те же хим. реакции, что и в обычных газ.генераторах (см. Газификация твердых топлив.. Однако условия подземной газ.фикации специфичны. Вмещающие пласт топлив. горные породы представляют собой своеобразные стенки реактора и одновременно материал, заполняющий выгазованное пространство. В газ.фикации участвуют подземные воды. а также влага угля и горных пород. В отличие от наземной газ.фикации, где топлив. по мере расходования поступает в газ.генератор, в случае подземной газ.фикации при выгазовывании одного участка пласта топлив. требуется переход к другому. Возникает необходимость параллельно с газ.фикацией одних участков пласта подготавливать к газ.фикации иные его участки.

Существует неск. методов П. г. у. Основой ее практич. реализации явился предложенный в СССР (1933-34) и впоследствии развитый (1945-48) поточный метод газ.фикации в целике пласта топлив.. Метод состоит в газ.фикации пласта в искусственно созданном канале (т. наз. канале газ.фикации) с регулируемым расходом дутья и газ.. В эксплуатации могут находиться сразу неск. таких каналов.

При поточном методе газ.образование происходит на пов-сти канала, в термически подготовл. участке пласта топлив. и в самом канале, пов-сть которого разделяет газ.вую и твердую фазы. Р-ции на пов-сти канала гетерогенны; скорость их определяется главным образом диффузией дутья и размером этой пов-сти. В канале газ.фикации, где движется осн. масса дутья, газ. и паров, протекают гомог. реакции, скорость которых зависит прежде всего от температуры и концентрации реагирующих веществ. В твердой фазе происходят термич. разложение и сушка орг. соед., входящих в состав угля и горных пород. При движении образующихся продуктов по порам и трещинам в направлении канала развиваются как гетерогенные, так и гомогенные окислит.-восстановит. реакции. Скорость процесса в твердой фазе в осн. определяется его температурой.

В каждый канал газ.фикации в соответствующей последовательности через один конец подают дутье, а через другой отводят газ. Ширина полосы угля, при которой в данных горно-геол. условиях происходит газ.фикация, определяет расстояние между каналами.

Способ создания первонач. каналов газ.фикации в пласте топлив. во многом обусловливает конструктивную схему подземного газ.генератора. Наиб. полно удовлетворяют тр сбованиям П. г. у. бесшахтные способы подготовки каналов, когда все работы осуществляют с пов-сти земли, связь которой с пластом топлива обеспечивается буровыми скважинами. В соответствии с горно-геол. условиями до встречи с пластом бурят вертикальные, наклонные и криволинейные скважины, обсаживаемые трубами, причем затрубное пространство цементируют. Для соединения (сбойки) скважин между собой используют след. способы: фильтрационный, электрический с применением гидравлич. разрыва пласта, а также бурение скважин по угольному пласту (наклонных, горизонтальных и т. д.) с послед. расширением созданных щелей гидроразрыва или каналов посредством выжигания угля.

При фильтрац. способе воздух, нагнетаемый через одну из скважин, распространяясь по пласту топлив. и горным породам, частично проходит и в соседние скважины. Созданный через одну из скважин очаг горения в пласте топлив. поддерживается за счет воздуха (или др. окислителя), притекающего из др. скважины, и перемещается навстречу потоку дутья. При подходе очага горения к дутьевой скважине гидравлич. сопротивление прохождению дутья снижается; образовавшийся канал можно применять для газ.фикации. В пластах топлив., обладающих малой газ.проницаемостью, используют дутье, сжатое до давления, которое превышает давление горных пород на данной глубине залегания пласта. При этом существенно возрастает кол-во дутья, принимаемого скважиной.

Электрич. способ создания газ.проницаемых каналов основан на снижении участка пласта топлив. под влиянием теплового пробоя при приложении через скважины элек-трич. тока высокого напряжения. Полученный электропроводящий канал между скважинами используется в целях подвода тока небольшого напряжения для коксования топлив. под действием выделяемого тепла. Этот канал обладает достаточной газ.проницаемостью и м. б. применен для сбойки скважин фильтрац. способом до образования своб. канала, который впоследствии используют для газификации по поточному методу.

По мере выгазовывания пласта топлив. покрывающие его верх. породы под действием горного давления сдвигаются и заполняют выработанное пространство. Вследствие этого размеры и структура каналов газ.фикации в течение продолжит. периода практически не изменяются, что наряду с квазистационарностью газ.фикации обусловливает постоянство состава получаемого газ.. В зависимости от кач-ва угля, характеристик и свойств пласта и вмещающих его пород газ.фикация устойчива до достижения оптимальной для данной горно-геол. обстановки степени выгазованности участка пласта. Дальнейшее увеличение этого пара.етра приводит к дополнит. затратам тепла на нагревание горной породы, испарение влаги, а также к образованию обводненных потоков дутья, дожигающих горючие компоненты газ.. Кач-во газ. ухудшается, возникает необходимость ввода в эксплуатацию новых каналов газ.фикации. Из-за отсутствия газ.непроницаемых стенок происходят потери дутья и газ..

Помимо поточного метода П. г. у. известен метод, который базируется на использовании прир. трещин и пор угольного пласта. Для газ.фикации этот пласт на определенном участке зажигают и нагнетают через скважину дутье. При постепенном нагревании угля число трещин и пористость возрастают, что вызывает увеличение газ.проницаемости участка пласта. Газообразные продукты проходят через поры и трещины к газ.отводящему коллектору (или скважине). Данный метод не нашел применения из-за малой и неравномерной проницаемости большинства пластов твердых топлив. повыш. расходов энергии и потерь дутья и газ., особенно при обрушении кровли над выгазованным пространством.

Состав и теплота сгорания газ. (см. табл.) зависят как от кач-ва угля и состава дутья, так и от горно-геол. условий (прежде всего от мощности и угла залегания пластов, свойств горных пород, притока подземных вод и т.п.).

Газ, производимый путем П. г. у., применяют для энергетич. нужд (в осн. как котельное топлив.). Себестоимость газ. (в пересчете на условное топлив.) ниже себестоимости угля, добываемого шахтным способом, и выше себестоимости угля открытой добычи. Технико-экономич. показатели П. г. у. определяются масштабами произ-ва газ.. При П. г. у. отпадает необходимость в труде людей под землей, улучшаются его условия и состояние воздушного бассейна, не нарушается плодородный слой почвы. Однако газ. полученный на воздушном дутье, по теплотехн. свойствам существенно уступает природному.

ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЗА, ПОЛУЧЕННОГО ГАЗИФИКАЦИЕЙ УГЛЯ НА ВОЗДУШНОМ ДУТЬЕ

Освоенность процесса на воздушном дутье и глуб. до 250-300 м открывает перспективу П. г. у. при повыш. давлении и на парокислородном дутье с получением газа, содержащего значительные кол-ва СН4 и др. горючих компонентов.

Дальнейшее развитие при определенных условиях (малая глубина залегания, наличие небольших кол-в минер. примесей и т.д.) получат также исследования в области подземной газ.фикации горючих сланцев.

Кроме СССР, работы по подземной газ.фикации проводятся в США, ФРГ, Франции и др. странах. Объем производимого в СССР газ. ок. 1,5 млрд. м3 (1980).

Лит.: Менделеев Д. И., Соч., т. 11, Л.-М., 1949, с. 66; Скафа П. В., Подземная газ.фикация углей, М., 1960; Подземная газ.фикация угольных пластов, М., 1982. Н.А. Федоров.




выберите первую букву в названии статьи: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXVII
Контактная информация