Создание подземного газогенератора подземной газификации угля на участке I очереди Сыллахского месторождения Усмунского угленосного района
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
?ГУ пришлось прекратить.
Обращает на себя внимание главный результат испытаний - высокая теплота сгорания получаемого газа - около 11 МДж/м3 (2600 ккал/м3). При этом, несмотря на большое различие в расходах дутья, теплота сгорания газа ПГУ оставалась практически неизменной. По-видимому, за счет более интенсивного ведения процесса ПГУ в октябре концентрация монооксида углерода возросла почти вдвое (с 8,7 до 15,6 %), а концентрация метана снизилась с 14,3 до 12,4 %.
В получаемом газе ПГУ велика концентрация сероводорода (7,9-8,8%). Потери газа из газогенератора составили около 30%.
Согласно выполненному экспериментаторами материальному балансу приток подземных вод в газогенератор был достаточно заметен (1 м3/т в июле и 1,5 м3/т в октябре). При относительно невысокой интенсивности процесса ПГУ такие удельные притоки воды на 1 т газифицируемого высокобигумного лигнитного угля весьма негативно воздействуют на химизм технологического процесса ПГУ.
Анализ результатов экспериментальных работ
Главная отличительная особенность последнего натурного испытания ПГУ Евросоюзом в Испании - проведение процесса ПГУ при относительно высоком давлении в газогенераторе - до 5,3 МПа. Столь высокого давления в подземном газогенераторе не было достигнуто за всю 70-летнюю историю ПГУ ни в России, ни в США, ни в Западной Европе. К сожалению, несмотря на такое давление (практически равное гидростатическому давлению подземных вод над горизонтом розжига), в зоне газификации были явные излишки притока подземных вод, регулировать который в сложившихся условиях было невозможно. Единственным средством снижения удельного водопритока была интенсификация процесса ПГУ. Но, очевидно, в распоряжении экспериментаторов не было достаточного количества дутьевых средств.
Вместе с тем повышенное давление ПГУ обусловило повышенный выход метана в продуктах газификации. Согласно химизму реакции образования метана, проходящей с уменьшением объема, повышение давления сдвигает реакцию вправо
СО + 3Н2 = СН4 + Н2О - q
Одновременно надо отметить почти 40%-ные потери газа.
Экспериментаторы приводят сравнение составов и качества получаемого газа ПГУ при натурных испытаниях в различных условиях (в Испании, в США, а также при наземной газификации бурого угля).
Газ ПГУ в Теруэле с учетом высокого давления на оголовке газоотводящей скважины (более 5,0 МПа) легко отмывается от углекислоты и сероводорода, что позволяет решить проблема не только повышения теплоты сгорания очищенного газа до 12,6-13,8 МДж/м3 (или до 3000-3300 ккал/м3), но и удаления (улавливания) сероводорода. Поэтому потенциальные перспективы подземной газификации высокосернистых углей по технологии с высоким давлением весьма обнадеживающи. Очистка газа от диоксида углерода экологически тоже привлекательна.
Исследование выгазованного пространства подземного газогенератора и вмещающих пород проводились после завершения огневых работ путем подъема кернов с помощью специальной вертикальной скважины с несколькими стволами. Было установлено, что ширина выгазованного пространства вокруг горизонтального канала составляет около 10 м, песок в кровле угольного пласта полностью разрушен, а известняк почвы термически обработан.
Негативными моментами ПГУ в Теруэле можно считать следующие [47]:
Выбор для ПГУ участка угольного пласта, в кровле которого залегает водоносный песок, а в почве - проницаемый известняк, нельзя считать удачным. Для опытов такого рода больше подходят угольные пласты с залеганием в плотных глинистых породах. "ияние подземных вод (да еще при высоком давлении в газогенераторе) на технологический процесс (утечки газа) было бы минимальным.
Бурение части горизонтального канала по известняку в почве угольного пласта недопустимо (во всяком случае, это запрещено в российской технологии ПГУ). Следовало бы зацементировать пройденный по породе участок ствола скважины, после чего перебурить его заново по пласту угля.
Прекращение подачи дутья в нагнетательную скважину при размещении гибкого дутьепровода в горизонтальном канале (тем более на границе "уголь - известняк") не может не привести к деформации последнего. Возобновление нагнетания окислителя было возможно только после продувки реакционной зоны инертным азотом (во избежание взрыва горючей смеси) и с нарастающей подачей дутья.
Основные выводы из результатов эксперимента в Сев. Испании можно сформировать так:
.Несмотря на аварийную незавершенность огневых работ на опытном участке в Теруэле, выявлено главное: угольные пласты на глубине 500 м и более могут быть отработаны методом ПГУ с получением высококачественного и экологически чистого газового энергоносителя с теплотой сгорания 11,0-13,8 МДж/м (2600-3300 ккал/м3).
2.Отклонение Евросоюзом предложений России о привлечении се к реализации западноевропейских проектов ПГУ в Бельгии (1980-е гг.) и в Северной Испании (1990-е гг.) можно считать ошибочным.
.Стратегически ПГУ в конце концов должна превратиться в нетрадиционный источник газового энергоносителя из угля (на месте его залегания). Вырабатываемая на его основе электроэнергия может быть заметной статьей в топливно-энергетическом балансе России и стран Западной Европы [48].
В последние годы (1998-2009) опытные работы по ПГУ начали активно вести в Китае. Австралии и ЮАР В Китае в опыт ной эксплуатации находилось более 10 подземных газогенераторов.
Особенностью экспериментов в Китае является подготовка подземных га