Top bar
Reklama
Włącz radio Aktualny Poranek Wspieraj WNET Szukaj

Pierwsze koncepcje zgazowania węgla zostały przedstawione przez Carla Wilhelma Siemensa już w 1868 roku w Londynie

Fot. Marek Stańczyk MGW

Uzyskane doświadczenia i know-how pozwalają stwierdzić, że technologia PZW może być zastosowana komercyjnie w polskich kopalniach w przypadku zainteresowanego partnera przemysłowego.

Józef Dubiński

Podstawową cechą procesu podziemnego zgazowania węgla jest to, że ma on miejsce bezpośrednio w złożu, a więc węgiel nie jest wydobywany na powierzchnię za pomocą klasycznych technik górniczych. Istota procesu polega na bezpośredniej konwersji węgla do gazu syntezowego. Proces PZW rozpoczyna się od zapalenia pokładu węgla w obszarze podziemnego georeaktora, a następnie, po wytworzeniu się przodka ogniowego, następuje doprowadzenie w to miejsce mediów zgazowujących, takich jak powietrze, tlen, para wodna lub ich mieszanina. W wyniku zachodzącej silnej reakcji endotermicznej, która wymaga wysokiej temperatury, tworzy się mieszanina gazowa składająca się z wodoru, tlenku węgla, dwutlenku węgla i metanu. Procentowy udział poszczególnych składników w otrzymywanym produkcie gazowym zależy, między innymi, od warunków termodynamicznych, w jakich prowadzony jest proces zgazowania oraz od zastosowanych czynników zgazowujących. W miarę rozwoju procesu wysokotemperaturowy front zgazowania przemieszcza się stopniowo w pokładzie węgla. (…)

Należy podkreślić, że w praktyce podziemne zgazowanie węgla jest procesem dużo trudniejszym i bardziej skomplikowanym, niż mogłoby się to wydawać, stąd ciągle jeszcze wymaga większej liczby eksperymentów w skali demonstracyjnej, aby się stać technologią w pełni komercyjną i dostępną. (…)

Pierwsze koncepcje zgazowania węgla w warunkach złożowych zostały przedstawione przez Carla Wilhelma Siemensa już w 1868 r. na forum Chemical Society of London. W 1883 r. angielski przemysłowiec i chemik Ludwig Mond opracował metodę zgazowania węgla powietrzem. Problemem zgazowania węgla zajmował się także słynny rosyjski chemik Dmitrij Mendelejew, a koncepcje projektu realizacji podziemnego zgazowania węgla są opisane w jego pracach z 1888 i 1897 r. Na początku XX wieku w latach 1909 i 1910 pojawiają się pierwsze patenty autorstwa Amerykanina Anasona Bettsa, dotyczące zgazowania jako metody wykorzystania niewydobywanych zasobów węgla.

Należy także zauważyć opracowanie w 1912 r. przez angielskiego chemika Willama Ramseya pierwszego projektu przeprowadzenia podziemnego eksperymentu zgazowania węgla w kopalni Tursdale Durham, którego jednak z powodu śmierci autora i wybuchu I wojny światowej nie udało się zrealizować.

Pod koniec lat 20. XX wieku w b. ZSRR rozpoczęły się intensywne prace nad rozwojem technologii podziemnego zgazowania węgla.(…) W drugiej połowie XX wieku badania nad technologią PZW oraz praktyczne próby jej zastosowania miały miejsce w wielu innych krajach świata, także w Europie. Przykładowo można wymienić takie kraje, jak Belgia, Wielka Brytania, Francja, Hiszpania, Niemcy, Polska. W 1988 r. powstała nawet Europejska Grupa Robocza ds. PZW. Rozwojem technologii PZW były w tym okresie zainteresowane także inne kraje świata. Jednak, pomimo tych badań i wielu eksperymentów, nie rozwinięto technologii PZW w skali przemysłowej. (…) Do liderów rozwoju technologii PZW należy zaliczyć przede wszystkim Australię i Chiny. (…)

W Polsce do badań nad technologią podziemnego zgazowania węgla przystąpiono już w końcu lat 40. ubiegłego wieku. W 1948 r. polscy inżynierowie górniczy zostali na zasadach partnerskich włączeni do badań nad PZW prowadzonych w Belgii. Dalsze prace badawcze kontynuowano w latach 50. w Głównym Instytucie Górnictwa i trwały one do połowy lat sześćdziesiątych. Prowadził je w ówczesnej kopalni węgla kamiennego „Mars” Zakład Górniczy GIG, gdzie dla ich realizacji utworzono specjalny Dział Zgazowania Podziemnego. (…)

Nowy etap zainteresowania technologią PZW nastąpił w Polsce w dopiero po 2000 r. Inicjatywa ta była podyktowana następującymi przesłankami:

  • Polska jest krajem posiadającym bogate złoża węgla kamiennego, szczególnie w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym i w Lubelskim Zagłębiu Węglowym,
  • znacząca część tych zasobów jest z różnych względów niewydobywalna przy stosowaniu klasycznych technologii górniczych,
  • wieloletnia eksploatacja w licznych kopalniach pozostawiła niewybrane partie złoża (filary, resztki, itp.),
  • gaz pozyskiwany z PZW może stanowić uzupełnienie dla gazu ziemnego (krajowego i importowanego), szczególnie w technologiach karbochemicznych.

Należy podkreślić, że przeprowadzone próby zgazowania pokładu węgla zakończyły się pomyślnie, a uzyskane doświadczenia dały podstawę dla podjęcia dalszych prac już w pełnej skali przemysłowej w czynnej kopalni węgla kamiennego „Wieczorek” należącej do Katowickiego Holdingu Węglowego.

Były one realizowane w latach 2010–2015 przez Główny Instytut Górnictwa jako zadanie pt. „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej”, które wchodziło w zakres projektu strategicznego ustanowionego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju pt. „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii”. Projekt ten zakończył się pełnym sukcesem i w ciągu 53 dni trwania eksperymentu w pokładzie 501 zgazowano około 250 ton węgla i wytworzono około 900 000 m3 gazu o wartości opałowej wahającej się od 3,0 do 4,5 MJ/m3.

Na podstawie powyższych badań została opracowana dokumentacja technologiczna podziemnego zgazowania węgla, uwzględniająca specyfikę polskich warunków udostępnienia pokładów oraz aspekty bezpieczeństwa górniczego i środowiskowego. Uzyskane doświadczenia i know-how pozwalają stwierdzić, że technologia PZW może być zastosowana komercyjnie w polskich kopalniach w przypadku zainteresowanego partnera przemysłowego.

Prof. dr hab. inż. Józef Dubiński jest dyrektorem naczelnym Głównego Instytutu Górnictwa, członkiem korespondencyjnym PAN. Artykuł przedstawia główne wątki prelekcji pt. „Zgazowanie węgla szansą na bezpieczeństwo energetyczne i ekologiczne”, którą prof. dr hab. inż. Józef Dubiński wygłosił w Muzeum Górnictwa Węglowego w Zabrzu 29 stycznia br. jako pierwszą w cyklu AKADEMIA PO SZYCHCIE 2019 (I semestr).

Cały artykuł Józefa Dubińskiego pt. „Podziemne zgazowanie węgla. Doświadczenia światowe” znajduje się na s. 4 marcowego „Śląskiego Kuriera WNET” nr 57/2019, gumroad.com.

 


„Kurier WNET”, „Śląski Kurier WNET” i „Wielkopolski Kurier WNET” są dostępne w jednym wydaniu w całej Polsce w kioskach sieci RUCH, Kolporter i Garmond Press oraz w Empikach, a także co sobota na Jarmarkach WNET w Warszawie przy ul. Emilii Plater 29 (na tyłach hotelu Marriott), w godzinach 9–15.

Wersja elektroniczna aktualnego numeru „Kuriera WNET” jest do nabycia pod adresem gumroad.com. W cenie 4,5 zł otrzymujemy ogólnopolskie wydanie „Kuriera WNET” wraz z wydaniami regionalnymi, czyli 40 stron dobrego czytania dużego (pod każdym względem) formatu. Tyle samo stron w prenumeracie na www.kurierwnet.pl.

Artykuł Józefa Dubińskiego pt. „Podziemne zgazowanie węgla. Doświadczenia światowe” na s. 4 marcowego „Śląskiego Kuriera WNET” nr 57/2019, gumroad.com

Dofinansowany ze środków Ministra Kultury i Dziedzictwa Narodowego

Zobacz także:


 

Republikanie komentują


Facebook