Газ и газификация угля

lowq-prirodnyj-gaz

В сотнях тысяч населенных пунктов нашей необъятной страны подведен горючий газ природного происхождения. Проведена газификация огромного количества жилых помещений. На газ перешло множество промышленных столичных предприятий и организаций других городов.

Природный газ является особо важным источником для производства бензина и ценного сырья для различных областей химической промышленности, таких производство пластмасс, изготовление синтетических тканей и многих других.

Горючий газ природного происхождения состоит из особой смеси разнообразных углеводородов, окиси углерода, азота, углекислого газа, водорода и кислорода. При этом водородное соединение имеет примеси фосфористого водорода и сероводорода. Способность газа создавать тепло – теплотворная способность является весьма значительной и может достигать 11400 калорий.

С мест добычи природный газ транспортируется в районы потребления посредством газопроводов. Удаленность потребителя иногда достигает значения в тысячи километров. Наша Родина имеет огромные залежи природного газа, который является самым дешевым и высококалорийным топливом и ценнейшим источником для нужд химических отраслей промышленности и большого количества газоконденсатных месторождений.

При хранении газа используют специализированные резервуары. Они герметичны, наглухо закрыты и газонепроницаемы. Чтобы горючий газ не занимал много места при хранении, проводят его сжимание и сжиживание. Газохранилища должны отличаться особой прочностью, иначе газ под давлением может разорвать их. Хранилища для сжатого газа, имеющие большую вместимость, носят название газгольдеры. Ну а более мелкие объемы сжатого газа хранят в специализированных стальных баллонах высокого давления. Данные емкости практичны для хранения и удобны для перевозки. Они часто используются дачниками для подключения кухонных плит и других приборов, которые работают на газу.

Сжиженный газ хранят под еще большим давлением. Стенки хранилищ при этом выполняют сферическими, так они становятся более прочными. Но есть такие газохранилища, которым не требуется ни сталь, ни особая конструкция. Это природные хранилища, располагающиеся под землей. Данные места могут находиться в местах бывших месторождений газа или нефти, которые уже использованы, и большая часть ископаемых из них уже добыта. Эти хранилища создаются под естественным воздействием Земли в процессе образования газа. Стенками природных месторождений служат пласты породы, которые являются газонепроницаемыми.

Все этапы добычи газа должны выполняться с большой осторожностью. Стоит учитывать, что не только добыча этого ресурса, но и его доставка по газопроводам, транспортировка в баллонах, заправка им автомобилей связаны с огромным риском при нарушении правил безопасности.

Печальным примером может служить 10 мая 2009 г. Тогда произошел взрыв газа из-за дефектов промышленного трубопровода. В результате образовался столб пламени высотой в 200 м и огромной температурой в несколько тысяч градусов. Выделение теплоты было настолько большим, что начали плавиться машины, которые находились в радиусе 50 метров от огненного столба. Факел можно было наблюдать практически из любой части столицы на протяжении всей ночи. Ну а печальные последствия этого газового взрыва службы Москвы устраняли практически 2 недели.

Газификация угля и других полезных ископаемых

Через газовые скважины можно добыть некоторые полезные ископаемые твердого типа. Для этого их нужно предварительно трансформировать в жидкость или газ. Первым таким полезным ископаемым была соль. Она имеет свойство легко растворяться в водной среде. Вторым полезным ископаемым твердого типа, которое сжижили стала сера. При этом использовали свойство того, что она легко расплавляется уже при 120°. Постепенно человечество научилось превращать в подземный газ и горючие сланцы, и уголь.

Эта идея впервые была предложена еще в прошлом веке знаменитым ученым Д. И. Менделеевым. Он предложил не добывать каменный уголь в чистом виде из-под земли, а прямо в недрах, проводить его сжигание при малом поступлении воздуха. Таким образом, уголь превращается в горючий газ и по трубам доставляется на поверхность.

Работа станции подземной газификации каменного угля заключается в следующем. С поверхности  вниз до угольных пластов возводят глубокий колодец, который называется шахтный ствол. От него сквозь угольный пласт прорубается штрек – это длинный коридор. Далее сверху до штрека, пробуривают скважины. Угольный потолок коридора поджигают, одновременно накачивая воздух по некоторой части скважин, а из других отсасывают образовавшиеся горючие газы. После того, как пласт между скважинами полностью выгорит, дойдя до самого верха поверхности, делают новые скважины на участке, находящемся рядом.

Станции подземной газификации обслуживается гораздо меньшим числом шахтеров, чем традиционная угольная шахта. Но, тем не менее, число подземных рабочих доходит до сотни человек. По этой причине газ выходит достаточно дорогим. Ученые хотят прийти к тому, чтобы подземная газификация была возможна без применения стволов и штреков, а только при помощи одних только скважин, которые бурятся исключительно с поверхности земли. На данный момент, с развитием способов бурения в горизонтальной плоскости и под наклоном, подземная газификация становится альтернативой не только обычному углю, но и газу, добытому классическим способом.

Множество практических экспериментов по методам подземной газификации выполнялись еще в советское время (с 1934 г). Первая мировая станция газификации угля появилась в Донбассе. Это был 1934 г. После этого было возведено еще несколько станций. Но из-за несовершенства технологий и дороговизны на тот момент, о подземной газификации пришлось забыть на долгое время. Тем более СССР тогда имела просто огромные запасы дешевого газа природного происхождения, и больших потребностей в газификации угля не было.

В наше время ситуация поменялась. Так как цена на газ и нефть постоянно возрастает, то многие страны начинают задумываться и развивают область газификации угля. Это связано и с тем, что во многих частях России, да и Европы, есть запасы угля (Польша, Германии, территория Подмосковья России). Но при таких запасах угля, которые практически можно назвать готовым газом, почти всем потребителям Европы приходится покупать его по высоким ценам. Конечно, такое положение вашей многих не устраивает, и страны хотят решить эту проблему с помощью запуска процесса газификации на своей территории.

Процесс газификации становиться еще более интересным, учитывая тот факт, что из скважин можно добывать кроме метана еще и водород. А это такое же хорошее топливо для автомобилей, как и природный газ. Получается, что в перспективе, метод подземной газификации угля сможет обеспечить доступным, дешевым газом многие отрасли промышленности, современные автомобили, а также дома гражданского населения. Стоит отметить, что при этом количество газа, полученного таким образом, будет заметно выше, чем сегодняшние запасы природного газа, которыми есть в нашей стране.

Energy-Project.ru 2016