Газификация угля: - ООО «СИБНИИГИМ»

Газификация угля:

Газификация угля

Газификация угля - одна из старейших промышленных технологий. Согласно истории, первое сообщение о получении горючего газа из древесного угля сделал в 1609 г. Джон Ван Хель-монт из Брюсселя. Первый патент на способ газификации угля был выдан в 1788 г. Роберту Гарднеру. А в 1792 г. инженер Вильям Мэрдок, работавший у знаменитого изобретателя парового двигателя Джеймса Уатта, изготовил первый газификатор и начал использовать угольный газ для освещения.

Несмотря на глобальное лидерство нефти и газа как первичных источников энергии, уголь по-прежнему занимает очень прочные позиции. В XXI веке роль угля в энергетическом балансе большинства стран будет возрастать. Это обусловлено как ростом издержек на добычу нефти и газа, так и неизбежной перспективой их исчерпания в текущем столетии. Запасы угля на порядок и более превышают запасы нефти и газа, и на 3-е тысячелетие угля в мире точно хватит.

Безусловно, прогресс не стоит на месте. Поэтому современные процессы газификации угля существенно отличаются от уровня 50-60 гг. XX века и по технологическим, и по экологическим показателям. И если тогда были известны 3-5 основных способов газификации с несколькими вариациями для каждого, то в настоящее время счет идет на десятки. Причина такого разнообразия заключается в том, что невозможно разработать один универсальный процесс, который будет использовать самые разные угли и производить продукцию, пригодную для всех случаев жизни: для традиционной и водородной энергетики, для многочисленных химических технологий и металлургии. Каждый процесс имеет свою потребительскую нишу, свои недостатки и свои преимущества. 

На протяжении многих десятилетий тысячи специалистов в разных странах неустанно совершенствовали этот процесс и, казалось, что здесь уже не может быть места новым решениям. Однако в процессе детального исследования слоевой газификации угля на компьютерной модели удалось выявить новый эффект. При определенных технологических параметрах в слое угля с так называемым обратным дутьем формируется фронт неполной конверсии угля, движущийся навстречу воздушному потоку. Процесс был воспроизведен на экспериментальной установке.

Новый процесс газификации (процесс «Термококс») использует только два исходных компонента - уголь и воздух и имеет только два конечных продукта - газ и активированный кокс. И ни одного побочного продукта. Энергия исходного угля распределяется между продуктами примерно поровну, а потери тепла в окружающую среду не превышают 4-5%. Это означает, что термический КПД процесса около 95%.

Различные варианты использования газа как технологического сырья просто не поддаются обзору. Укрупненно можно выделить три потенциальных сферы его применения.

1. Использование основных компонентов (Н2+СО) как сырья для широкого спектра процессов химического синтеза, которые уже освоены промышленностью. Здесь, прежде всего, следует выделить производство метанола и особенно диметилового эфира, как перспективной альтернативы нефтяному дизельному топливу.

2. Второе направление связано с выделением водорода (его содержание в продуктовом газе составляет 20-25%). Это - универсальный продукт, потребление которого радикально возрастет уже в ближайшем будущем. Сфера его применения чрезвычайно обширна: от топлива для водородной энергетики до питательного субстрата для бактерий при производстве синтетических кормов для животноводства и био-разрушаемых полимеров, которые должны прийти на смену традиционному полиэтилену и полипропилену. Очень важно отметить, что в настоящее время промышленное внедрение всех перечисленных технологий сдерживается только высокой ценой водорода.

3. Использование газа как восстановителя в металлургических процессах прямого восстановления железа и других металлов.

Из всего вышесказанного, на вопрос, вынесенный в заголовок статьи, можно уверенно ответить: да, технологии газификации угля нового поколения являются шагом в самое ближайшее будущее!

Опубликовано 22.03.2023
Мы используем файлы cookie, чтобы анализировать ститистику посещения сайта. Продолжая пользоваться сайтом, вы даёте согласие на использование ваших cookie-файлов.