3

Zgazowanie węgla jest to proces jego wysokotemperaturowej konwersji do gazu przy użyciu czynnika zgazowującego.Proces polega na kontaktowaniu się węgla pierwiastkowego z medium zgazowującym.

W wyniku zgazowania powstaje gaz, którego głównymi składnikami są H2, CO, CO2 oraz CH4.

Podział

4

Do procesów zgazowania węgla stosowane są trzy podstawowe typy reaktorów które charakteryzują się różnym sposobem kontaktowania się węgla z medium zgazowującym.

reaktory ze złożem ruchomym - czynnik zgazowujący przepływa przez warstwę węgla kawałkowego (uziarnienie węgla 5-80 mm),

reaktory ze złożem fluidalnym - przepływ medium zgazowującego przez reaktor zapewnia utworzenie złoża zawieszonego (uziarnienie węgla <6 mm),

reaktory dyspersyjne - drobno zmielony węgiel podawany jest do reaktora w strumieniu czynnika zgazowującego (uziarnienie węgla <0,1 mm).

5

Ponadto w reaktorach panują różne warunki ciśnieniowo-temperaturowe, stosowane są różne systemy odbierania substancji mineralnej oraz zapewniają różny stopień konwersji surowca do gazu.

Obecnie najczęściej stosowana i rozwijana jest technologia reaktorów dyspersyjnych, która zapewnia najwyższy stopień konwersji paliwa i największą czystość gazu. Najważniejszy parametr średnica

6

Metoda Koppers-Totzek jest bezciśnieniowym procesem umożliwiającym zgazowanie w sposób ciągły wszystkich rodzajów węgla, na ogół bez konieczności ich wstępnego przygotowania. Proces ten jest szeroko rozpowszechnionym procesem przemysłowym. Celem tego rodzaju zgazowania jest otrzymanie gazu syntezowego. Do głowicy mieszającej dostarczany jest rozdrobniony w 70% poniżej 0,074 mm pył węglowy oraz czynnik zgazowujący - mieszanina tlenu i pary wodnej. Cząstki węgla wyrzucane są w strudze gazowej z palników.

Wprowadzany do reaktora węgiel utleniając się wytwarza w strefie płomienia temperaturę około 1900˚C. W tych warunkach szybkość reakcji z parą wodną jest tak duża, że uzyskuje się niemal całkowite i natychmiastowe przereagowanie węgla.

Przy średnim czasie przebywania w reaktorze poniżej 1s, stopień przereagowania wynosi od 82% dla antracytu do 98% dla węgli brunatnych

W przypadku większości zagazowywanych węgli, około 50% zawartych w nich substancji mineralnych odprowadzane jest dołem reaktora w postaci ciekłego żużla, pozostała część substancji mineralnej wynoszona jest z reaktora w strumieniu gazu. W separatorach oddzielana jest nieprzereagowana para i cząstki stałe m.in. smoły.

7

Inne metody zgazowywania

8

UCG (Underground Coal Gasification), czyli zgazowanie podziemne węgla jest po proces kontrolowanego zgazowania węgla w bezpośrednio w jego złożu pod ziemią.

Ideą procesu jest dokonanie kilku odwiertów. Przez jedne odwierty pod ziemię wprowadzany jest czynnik zgazowujący, a przez inne odbierany jest powstający gaz.

UCG jest procesem trudnym do kontrolowania i dlatego jego przemysłowe wprowadzenie jest skomplikowanym zadaniem.

9

Kompleks do zgazowywania węgla,

Obecnie taka instalacja działa m.in. w Uzbekistanie - już od lat pięćdziesiątych ub. wieku. Uzyskiwany tam gaz o słabych parametrach wykorzystywany jest w elektrowni do produkcji 10 MW energii.

10

ad1) otrzymywanie z niego energii i ciepła odbywa się pod ziemią. Akademii Górniczo-Hutniczej uczestniczy w programie pt. „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej”. Wydział energetyki i paliw.

ad2)Dzięki unikatowej strukturze geologicznej nasz kraj ma ich najwięcej w Europie podziemnych składowisk w których można magazynować CO2. Do atmosfery nie trafi więc ani gram trującego CO2

ad3) zanieczyszczenia, małe złoża, trudno dostępne, bezpieczeństwo robót byłoby niskie, metoda zgazowania szansą dla likwidowanych kopalń, gdzie pozostaje ok.35% niewydobytego z przyczyn ekonomicznych węgla

ad4) uwolnić od wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń (S, CO2, NO itp.).

11

ad1) złoża węgla brunatnego w Polsce zalegają płytko od 100 do 200 m grubość węgla 20m - 50m, warunki te stwarzają szczególne zagrożenia dla deformacji powierzchni terenu.

Ad2) zgazowanie węgla w złożach wielopokładowych ograniczy się do jednego pokładu z uwagi na zawały w strefie zgazowania wywołane przez pozostałe pokłady .

Ad3) zgazowaniu węgla wykorzystanie złoża jest na poziomie 40-50 proc. podczas gdy tradycyjną metodą odkrywkową złoże wykorzystane jest na poziomie ok. 95 proc.

Ad4) otrzymywany gaz jest zmiennej jakości a elektrownie wymagają gazu o stabilnych parametrach.

12

Ad1) Ważnym powodem wdrożenia w Polsce technologii zgazowania węgla jest wynikająca z naszych zobowiązań względem UE konieczność ograniczenia emisji CO2 w energetyce. Wiadomo bowiem, że w porównaniu z tradycyjną technologią opartą na spalaniu, zastosowanie procesu zgazowania węgla jako pośredniego etapu konwersji węgla do energii elektrycznej gwarantuje zarówno wyższą sprawność tej przemiany jak i niższą emisję CO2 do atmosfery. W związku z zwiększonymi wymaganiami środowiskowymi w tym z wprowadzonym systemem kontroli emisji CO2 Polska za kilka lat będzie płacić olbrzymie kary za zbyt dużą jego produkcję a zgazowywanie węgla mogłoby w znaczącym stopniu ograniczyć jego emisję.

Ad2) Zgazowanie węgla może zmienić w najbliższych kilku latach dotychczasowy model polskich i być może europejskich kopalni węgla. Kończą się możliwości rozwojowe klasycznego górnictwa ścianowego, ponieważ wymaga ono dostępu do grubych, najlepiej płytko położonych pokładów węgla. A tych jest coraz mniej

Ad3) Dużo jednak zależy od szczelności górotworu, mogą wystąpić pewne nieszczelności a co za tym idzie ulatnianie się gazów w niepowołanych miejscach.

Ad4) W jednym z artykułów doczytałem że zgazowywanie węgla może mieć większe możliwości zaspokojenia potrzeb energetycznych kraju niż gaz łupkowy.

Ad5) Tak jak wspominałem wcześniej.

Ad6) J.w.

---