ГАЗИФИКАЦИЯ

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

Идея ее была предложена Д. И. Менделеевым (1888). Для стабильного получения горючего газа под землей необходимо учитывать особенности как самого пласта топлива, так и вмещающих его пород. Промышленная газификация угля осуществляется под действием высокой температуры (1000-2000 °С) и подаваемого под давлением дутья - различных окислителей (как правило, воздуха, О2 и водяного пара, реже-СО2). Для подвода дутья и отвода газа газификацию проводят в скважинах, расположенных в определенном порядке и образующих подземный генератор. В нем идут те же химические реакции, что и в обычных газогенераторах. Однако условия подземной газификации специфичны. Вмещающие пласт топлива горные породы представляют собой своеобразные стенки реактора и одновременно материал, заполняющий выгазованное пространство. В газификации участвуют подземные воды, а также влага угля и горных пород. В отличие от наземной газификации, где топливо по мере расходования поступает в газогенератор, в случае подземной газификации при выгазовывании одного участка пласта топлива требуется переход к другому. Возникает необходимость параллельно с газификацией одних участков пласта подготавливать к газификации иные его участки.

Существует метод, который состоит в газификации пласта в искусственно созданном канале с регулируемым расходом дутья и газа. В эксплуатации могут находиться сразу несколько таких каналов.

При поточном методе газообразование происходит на поверхности канала, в термически подготовленном участке пласта топлива и в самом канале, поверхность которого разделяет газовую и твердую фазы. В твердой фазе происходят термическое разложение и сушка органических соединений, входящих в состав угля и горных пород. При движении образующихся продуктов по порам и трещинам в направлении канала развиваются как гетерогенные, так и гомогенные окислительно-восстановительные реакции. Скорость процесса в твердой фазе в основном определяется его температурой.

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

Наиболее полно удовлетворяют требованиям подземных газификаций угля бесшахтные способы подготовки каналов, когда все работы осуществляют с поверхности земли, связь которой с пластом топлива обеспечивается буровыми скважинами. В соответствии с горно-геологическими условиями до встречи с пластом бурят вертикальные, наклонные и криволинейные скважины, обсаживаемые трубами, причем затрубное пространство цементируют. Для соединения скважин между собой используют способы: фильтрационный, электрический с применением гидравлического разрыва пласта, а также бурение скважин по угольному пласту с последующим расширением созданных щелей гидроразрыва или каналов посредством выжигания угля.

При фильтрационном способе воздух, нагнетаемый через одну из скважин, распространяясь по пласту топлива и горным породам, частично проходит и в соседние скважины. Созданный через одну из скважин очаг горения в пласте топлива поддерживается за счет воздуха, притекающего из др. скважины, и перемещается навстречу потоку дутья. При подходе очага горения к дутьевой скважине гидравлическое сопротивление прохождению дутья снижается; образовавшийся канал можно применять для газификации.

Электрич. способ создания газопроницаемых каналов основан на снижении участка пласта топлива под влиянием теплового пробоя при приложении через скважины электрического тока высокого напряжения. Полученный электропроводящий канал между скважинами используется в целях подвода тока небольшого напряжения для коксования топлива под действием выделяемого тепла. По мере выгазовывания пласта топлива покрывающие его верхние породы под действием горного давления сдвигаются и заполняют выработанное пространство. Вследствие этого размеры и структура каналов газификации в течение продолжительного периода практически не изменяются.

Существует метод, который базируется на использовании природных трещин и пор угольного пласта. Для газификации этот пласт на определенном участке зажигают и нагнетают через скважину дутье. При постепенном нагревании угля число трещин и пористость возрастают, что вызывает увеличение газопроницаемости участка пласта. Газообразные продукты проходят через поры и трещины к газоотводящему коллектору (или скважине). Данный метод не нашел применения из-за малой и неравномерной проницаемости большинства пластов твердых топлив.

Поиск по сайту: