Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 281
Текст из файла (страница 281)
давления (в газогенераторах Лургн до 1О МПа, в других — 3-4 МПа), разрабатываются новые, более экономичные и производительные агрегаты. Напри интересна 879 схема Гп в к-рой окислителем служит СО2 [см. р-цию (2)1. Для компенсапии энлотермич. эффекта этого процесса используется промежуточная рция! СаО + СО, СаСО /)Н вЂ” 178,0 кДж/моль. (9) Образовавшийся СаСО, направляется в спец. реактор, где благодаря теплу, вылеляюшемуся при сгорании топлива, разлагается на СаО и СО,, к-рые вновь поступают в газогенератор. Достоинства метода: не требуется дорогостоящий Оз; сзкигание топлива в воздухе (при разложении СаСОз) происходит вне газогенератора, поэтому получаемый газ не содержит Хз и имеет высокую теплоту сгорания.
Недостаток: необходимость сепарации и циркуляции твердых горючих реагентов (СаО и СаСОв), что приводит к усложнению и возрастанию стоимости установки. Разрабатываются такзке процессы Г. с использованием тепла, получаемого от ядерных реакторов и передаваемого газообразным или твердым теплоносителем, в расплаве Ре и др, Сырой газ покидает газогенератор при высокой т-ре, а иногда и давлении и содержит большое кол-во примесей.
Поэтому газогенераторные установки обязательно включают системы утилизации тепла и очистки газа. Наиб. распространены схемы, в к-рых горячие газы из газогенератора охлаждаются в паровом котле-утилизаторе. Получаемый пар применяют в самом процессе Г.
или для выработки электроэнергии. Прн Г. пол давлением газ м.б. использован в газотур бинной установке, однако при этом необходима вьюокотемпературная очистка его от пыли. Для очистки сырой газ обычно охлаждают, при этом конденспруются смола и водяные паз!ты. Пыль, солержащуюся в газе в кол-ве 50 — 150 г/м, удаляют в пиклонах. При двухступенчатой циклонной очистке содержание пыли снижается до 20-40 мг/мз. Часто газ отмывают от пыли водой. Более тонкая очистка осуществляется в фильтрах разл. конструкции. При Г.
практически вся 8, содержащаяся в исходном топливе, переходит в Нзб, для удаления к-рого применяют сорбцию или разл. жидкие р-рителн, напр. диметиловый эфир этиленгликоля. При этом, как правило, удаляется и СОз. Синтез-газ, используемый для получения СН,ОН, промывают метанолом при — 150 С. В этом случае нз газа удаляются практически все примеси, однако стоимость такой очистки достаточно высока. Реагенты, поглощающие примеси из газа, регенерируют, а сами вредные примеси превращают в в-ва, допускающие безопасное их захоронение (напр., серу удаляют в виде СаБО4). Если содержание 8 в исходном топливе велико, ее целесообразно извлекать из продуктов Г, как дополнит, товарный продукт.
До нач. 60-х годов в СССР Г. была распространена достаточно широко: более 350 газогенераторных установок вырабатывали из разл. типов твердых топлив около 35 млрд, м'/год газов разно~о назначения. Однако вследствие быстрого роста добычи прир. газа и органиэации общесоюзной сети газоснабжения Г. практически перестали применять. В иром, масштабах газифицируют лишь прибалтийские сланцы (кукерситы); получаемый при этом газ служит побочным продуктом, а оси. продукт — сланцевая смола. В последний период в связи с необходимостью экономии углеводоролных топлив интерес к Г.
возрос. В отличие от таких процессов термич, переработки твердых топлив, как коксолание и полукоксование, при Г. в газ превращаются обычно до 80% орг. массы. К достоинствам Г. следует отнести также и то, что низкокачеств. твердые топлива, содержащие много балласта (минер. компонентьь влага), превращ в топливо, при сжигании к-рого выделяется незиачит. кол-во соеда загрязняющих окружающую среду. Лыил лавров Н В„жури!ил А П, Ввслеиис в сорим гор иии з»- фикааии топлива М., !962, Алыыулер В С„клир «ов Г В, Мелвелев В. А„тсрмал намик пралсссов лолузеива гама ала ога састам ю г р звк ископаемык, М., !969; Эпик И, кизвеств АН ЭССР. С р. Геолог и !982, т.
Зг, № 2, с. 42-55, сг о ие, аизвестии АН ЭССР. СсР, Х' », !933,' т. 32, 880 № т,с. В1-97,хн яусс угля, и р с исм, нсл рсл И В Калсснна, М, 19ВО Э Э и маярал ~ ГАЗИФИКАЦИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ ПОДЗЕМНАЯ, превращ твердых топлив (угля, горючих сланцев) непосредственно на месте их залегания в недрах земной коры в горючий газ, к-рый выводят на пов-сть через буровые скважины. В иром. масштабе осуществлена подземная газификация угля (П, г, у.). Идея ее была предложена Д И.
Менделеевым (1888), к-рый писал: «... настанет, вероятно, со временем даже такая эпоха, что угля из земли вынимать не будут, а там в земле его сумеют превращать в горючие газы...»; позднее (19! 2) эту же идею высказал У. Рамзай. В. И. Ленин в статье «Одна из великих побед техники» высоко оценил идею П.г.у. и ее преимущес~ва перед шахтным методом добычи угля. СССР принадлежит приоритет в разработке (с 1930) и внедрении техн. решений П.г.у.
Для стабильного получения горючего газа под землей необходимо учитывать особенности как самого пласта топлива, так и вмещающих его пород (напри состав и степень метаморфизма угля, прочность пород и т.д.). П.г.у. осуществляется под действием высокой т-ры (1000 — 2000'С) н подаваемого под давлением дутья-разл.
окислителей (как правило, воздуха, Ол и водяного пара, реже-СО,) Для подвода дутья и отвода газа газификацию проводят в скважинах, расположенных в определенном порядке и образующих т. наз. подземный генератор. В нем идут те же хим, р-иии, что и в обычных газогенераторах (см. Газифнкаяия твердых то»лис) 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 расходовании 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 песк. методов П,г,у. Основой ее практич. реализации явился предложенный в СССР (!933-34) и впоследствии развитый (1945-48) поточный метод газификации в целике пласта топлива.
Метод состоит в газификации пласта в искусственно созданном канале (т. паз. канале газификации) с регулируемым расходом дутья и газа В эксплуатации могут находиться сразу песк таких каналов. При поточном методе газообразование происходит на пов-сти канала, в термически подготовл. участке пласта топлива и в самом канале, пов-сть к-рого разделяет газовую и твердую фазы. Р.ции на пов-сти канала гетерогенны; скорость их определяется гл. обр. диффузией дутья и размером этой пов-стн.
В канале газификации, где движется осн. масса дутьн, газа и паров, протекают гомог. р-пии, скорость к-рых зависит прежде всего от т-ры и концентрации реагирующих в-в. В твердой фазе происходят термич. разложение и сушка орг, соели 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.
р-ции. Скорость процесса в твердой фазе в осн. определяется его т-рой. В каждый канал газификации в соответствующей последовательности через один конец подают дутье, а через другой отводит газ. Ширина полосы угля, при к-рой в данных горно-геол. условиях происходит газификация, определяет расстояние между каналами.
Способ создания первонач. каналов газификации в пласте топлива во многом обусловливает конструктивную схему подземного газогенератора. Наиб. полно удовлетворяют требованиям П, г, у. бесшахтные способы подготовки каналов, когда все работы осуществляют с пов-сти земан, связь 881 ГАЗИФИКАЦИЯ 453 к-рой 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 звтрубное пространство цементируют.
Для соединения (сбойки) скважин между собой используют след. способы: фильтрационный, электрический с применением гндравлич. 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 возлух, 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 (или др. окислителя), притекающего иэ др. скважины, и перемещается навстречу потоку дутья. При подходе очага горения к дутьевой скважине гидравлич. сопротивление прохожленню дутья снижается; образованшийся канал можно применять для газификации. В пластах топлива, обладающих малой газопроницаемостью, используют дутье, сжатое до давления, к-рое превышает давление горных пород на данной глубине залегания пласта. При этом существенно возрастает кол-во дутья, принимаемого скважиной.
Электрич, способ создания газопроннцаемых каналов основан иа снижении р участка пласта топлива под влиянием теплового пробоя при приложении через скважины электрич, тока высокого напряжения. Полученный электропроводяший канал между скважинами используется в целях подвода тока небольшого напряжения для коксования топлива под действием выделяемого тепла. Этот канал обладает достаточной газопроницаемостью н м.б. применен для сбойкн скважин фнльтрап. способом до образования своб, канала, к-рый впоследствии используют лля газификации по поточвому методу.
По мере выгазовывання пласта топлива покрывающие его верх. породы под действием горного давления сдвигаются и заполняют выработанное пространство. Вследствие этого размеры и структура каналов газификации в течение продолжит. периода практически не изменяются, что наряду с квазнстацнонарностью газификации обусдовливает постоянство состава получаемого газа. В зависимости от кач-ва угля, характеристик н св-в пласта и вмещающих его пород газификация устойчива до достижения оптимальной для данной горно.геож обстановки степени выгазованности участка пласта. Дальнейшее увеличение этого параметра приводит к дополнит.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
