Файл: Реферат по дисциплине Физикохимическая геотехнология.rtf
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 50
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
Кафедра горного дела и комплексного освоения георесурсов
РЕФЕРАТ
по дисциплине «Физико-химическая геотехнология»
на тему «Подземная газификация угля в РФ»
Выполнил студент группы с3404а
Тимошкин И.С
Проверил: Белов А.В.
Владивосток
2017
Оглавление
Введение
1. История ПГУ в РФ
2. Процесс подземной газификации
3. Станция «Подземгаз»
Заключение
Источники информации
Введение
Подземная газификация угля – способ разработки угольных месторождений посредством превращения полезного ископаемого в газ непосредственно в недрах. Используется он для получения тепла, электроэнергии или различных химических продуктов.
Традиционно сложившиеся способы разработки месторождений предусматривают присутствие людей в горных выработках, а подземный способ связывают с тяжелым и далеко небезопасным трудом шахтеров.
Подземная газификация углей исключает тяжелый труд горняков под землей и фактически не имеет ограничений для создания экологически чистого предприятия. Обладая гениальной простотой замысла и величием поставленной цели, эта технология более ста лет привлекает исследователей, стремящихся реализовать ее на практике , к тому же, в данное время имеется большое число публикаций по ПГУ и перспективам ее развития, причем, авторы дают далеко неоднозначную оценку этой технологии.
- История ПГУ в РФ
Идея подземной газификации принадлежит Д. И. Менделееву и, судя по его записным книжкам, впервые зародилась у него в начале 80-х годовXIX века: «достаточно поджечь уголь под землей, превратить его в светильный, или генераторный, или водяной газ и отвести его по трубам из бумаги, пропитанных смолой и обвитых проволокой». Первое официальное изложение идеи встречается в 1888 г. в статье Д. И. Менделеева «Будущая сила, покоящаяся на берегах Донца». Позже (1912 г.) эту же идею высказал английский химик У. Рамзай.
Практические работы по ПГУ начались в нашей стране в начале 30-х годов в трех угольных бассейнах страны: Донецком, Кузнецком и Подмосковном. Первые опыты заключались в воспроизведении в подземных условиях процесса газификации угля в наземных слоевых генераторах, которые в то время широко применялись для получения генераторного и водяного газов.
В конце сороковых годов осуществлено строительство и ввод в эксплуатацию первых опытно-промышленных станций и городах Горловке, Лисичанске, Туле с шахтной и полушахтной подготовкой угля к газификации. Вследствие выявления принципиальных недостатков в технологии было принято решение о разработке бесшахтного способа подготовки газогенераторов и газификации пласта угля.
В результате исследований была практически доказана возможность осуществления процесса газификации угольного пласта на месте его залегания методом потока.
В послевоенный период в работе по ПГУ основное внимание было уделено химической технологии переработки топлива, горному и буровому делу, подземной гидродинамике и аэродинамике, гидрогеологии, конструированию специальных машин и оборудования.
С 1949 по 1964 гг. проблемами подземной газификации занимались институты ВНИИПодземгаз и ГИДРОподземгаз, в работе участвовало также 18 академических и отраслевых институтов.
В этот период были запроектированы и введены в эксплуатацию: 1955 г. Южно-Абинская станция «Подземгаз» с проектной производительностью 500 млн. м3/год (в пересчете на натуральное топливо – 170 тыс. т кузнецкого угля), в 1958 г. – Шатская станция мощностью 660 млн. м3/год (250 тыс. т подмосковного бурого угля), в 1961 г. – Ангренская станция с проектной производительностью 2300 млн. м3/год (500 тыс. т. угля в год), а также опытные станции Каменская и Синельниковская на тощих углях Донбасса и высоковлажных днепровских углях.
Открытие в начале шестидесятых годов крупных месторождений природного газа привело к изменениям структуры топливно-энергетического баланса страны. Основным топливом стали природный газ и нефтепродукты. Работы по ПГУ с этого периода были значительно сокращены.
Энергетический кризис, охвативший капиталистические страны в 1973-74 гг., вновь привлек внимание к подземной газификации. Вследствие уменьшения запасов нефти и природного газа и дальнейшего роста потребности в энергии уголь в будущем должен играть все возрастающую роль в энергетике и промышленности, а также как заменитель нефти и природного газа в производстве тепла и в качестве сырья. Необходимо учитывать, что в технически развитых странах постоянно возрастает потребность в жидком и газообразном углеводородном сырье в химической промышленности и, по прогнозам, в первой четверти XXI в. достигнет 20-25% от общей добычи.
НачалоXXI века можно считать условной границей начала третьего периода развития ПГУ в России - первый, протекающий сегодня этап которого характеризуется проявлением осознания безусловной необходимости реанимации подземной газификации углей в стране. Слишком очевидны экономические и экологические достоинства этой технологии.Нужно отметить, однако, что нынешняя относительная активизация в России исследований в области подземной газификации угля сводится пока к выполнению работ аналитического характера, в крайне малой степени переходя в практическую плоскость. Главной причиной наличия этого обстоятельства является отсутствие финансовых инвестиций в развитие данной технологии, объясняющееся не в последнюю очередь и недостаточной информированностью потенциальных инвесторов об объективно существующей инвестиционной привлекательности этого способа разработки угольных месторождений. Впрочем, следует заметить, что в самое последнее время ситуация в этой области начала изменяться в лучшую сторону: так, к подземной газификации угля (в особенности в Кузбассе) стали проявлять заинтересованное внимание некоторые крупные инвесторы, и потому появляется надежда на реализацию разработанных инвестиционных проектов на практике.
- Процесс подземной газификации
Процесс подземной газификации состоит из следующих основных стадий:
-
бурение с поверхности земли на угольный пласт вертикальных, наклонных и наклонно-направленных скважин; -
установление гидравлической связи между скважинами по угольному пласту для осуществления процесса газификации; -
розжиг угольного пласта и ведение процесса газификации угольного массива.
Бесшахтный способ вскрытия угольного пласта заключается в бурении нагнетательных и газоотводных скважин на угольный пласт на определенном расстоянии одна от другой.
В процессе газификации кислород дутья взаимодействует с углеродом угольного пласта. При этом образуются двуокись, окись углерода, а затем и водород. Кроме того, в газе содержится ряд других горючих компонентов: метан, непредельные углеводороды, сероводород.
Скважины для подвода дутья и отвода газа бурятся по определенной схеме и образуют подземный газогенератор. На поверхности расположены трубопроводы для нагнетания в скважины рабочих агентов (воздуха или обогащенного кислородом воздуха) и транспортировки газа для его очистки на промплощадке, на которой расположены цех для производства рабочих агентов и нагнетания их в подземные газогенераторы и установки для очистки газа и его охлаждения. Очистка газа происходит в скрубберах.
Состав и теплотворная способность получаемого газа зависит от технологических условий залегания угольного пласта, качества угля, состава подаваемых на газификацию рабочих агентов и от технологических приемов при газификации, очистке газа от тех или иных компонентов.
Теоретически установлено, что теплота сгорания газа при газификации углерода на воздушном дутье составляет не более 4,4 МДж/м3 (1050 ккал/м3).
Но так как в процессе участвуют водяные пары и продукты разложения органической массы угля, теплота сгорания газа ПГУ на воздушном дутье может достигать 4,6-5,0 МДж/м3 (1100-1200 ккал/м3). При применении дутья, обогащенного кислородом концентрация кислорода 65%, теплота сгорания газа может достигать 6,7 МДж/м3 (1600 ккал/м3). Газ подземной газификации является низкокалорийным
Выход газа на 1 кг угля изменяется от 1,5 до 5,5 м3/кг. Процесс газификации и поддержания теплоты сгорания газа с определенными параметрами осуществляется регулированием количества дутья и отводимого газа технологическими методами. Контроль за процессом подземной газификации на подземных газогенераторах ведется технологическим, геологическим и маркшейдерским методами и позволяет определять степень выгазовывания угольных пластов на подземных газогенераторах.
- Станция «Подземгаз»
В странах СНГ накоплен многолетний опыт в подземной газификации угольных пластов, постоянно работала в течение более чем 35 лет Южно-Абинская и 32 года Ангренская станции «Подземгаз».
Теплота сгорания на Ангренской станции лежит в пределах 3,1-3,4 МДж/м3 (740-810 ккал/м3), а на Южно-Абинской – 3,4-4,2 МДж/м3 (810-1000 ккал/м3). Газ, получаемый на Ангренской станции, используется на Ангренской ГРЭС. Южно-Абинская станция снабжала газом 10 производственно-отопительных котельных г. Киселевска. Южно-Абинская станция эксплуатирует участок Киселевско-Прокопьевского каменноугольного месторождения (Кузбасс). В границах горного отвода станции имеется 23 пласта мощностью 2,0-6,5 м., глубиной залегания 50-300 м., с углом наклона 35-36°; угли марки ГЖ.
Технологическая схема станции включает в себя установки для выработки сжатого воздуха высокого давления (до 7,0 Мпа) для огневой фильтрационной сбойки, среднего давления (0,7 Мпа) для проработки каналов газификации, низкого давления (0,25-0,46 Мпа) для поддержания процесса горения в угольном пласте. Воздух низкого давления подается в подземный газогенератор, где в процессе горения образуется газ. Сырой газ поступает в скрубберы, где орошается водой и охлаждается до температуры 20-30°С. Одновременно с охлаждением из газа отделяются шлам, смолы, частично отмывается СО2 и H2. Охлаждением газ поступает по системе трубопроводов к потребителю. Вода, используемая для охлаждения газов, проходит систему регенерации и многократно используется в скрубберном цикле, в котором имеется специальная установка – градирня и прудоотстойник. Фенольные слои воды в прудоотстойнике открытого типа после дефеноляции сбрасываются в сточные воды. Для охлаждения компрессоров и турбонагнетателя используется условно чистая вода. Проектная производительность станции 500 млн м3 газа, а себестоимость – 1,8 р./1000 м3 газа (12,6 р./т.у.т., 1965 г)
Максимальная выработка газа станцией составила 450 млн м3/год, что соответствует газификации 190 тыс. т/год угля.
Станциями «Подземгаз» к началу 1994 г. Было сгазифицировано ориентировочно 16 млн т углей и получено свыше 50 млрд м3 газа с использованием его для энергетики, теплофикации и получения химических продуктов.
Заключение
подземный газификация уголь россия
Подземная газификация углей выявила ряд технических преимуществ перед традиционными методами разработки угольных месторождений:
-
ликвидация тяжелого труда горнорабочего под землей; -
исключение перевозки топлива с высоким содержанием балласта, отвода земной поверхности под терриконы и золоотвалы, загрязнение окружающей среды пылью и сернистыми соединениями; -
вовлечение в разработку некондиционных по зольности и мощности угольных пластов, а также запасов со сложными горно-геологическими условиями; -
возможность полной автоматизации и механизации технологического процесса; -
получение ценных химических продуктов для народного хозяйства; -
уменьшение капитальных затрат по сравнению со строительством глубоких шахт и разрезов.