ПОДЗЕ́МНАЯ ГАЗИФИКА́ЦИЯ

ПОДЗЕ́МНАЯ ГАЗИФИКА́ЦИЯ, ме­тод раз­ра­бот­ки ме­сто­рож­де­ний твёр­дых го­рю­чих по­лез­ных ис­ко­пае­мых (уголь, слан­цы) пу­тём пе­ре­во­да их в га­зо­об­раз­ное со­стоя­ние в мес­те за­ле­га­ния; осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с по­мо­щью воз­ду­ха, ки­сло­ро­да, во­дя­но­го па­ра или их сме­сей при вы­со­кой темп-ре. Осн. про­дук­том П. г. угля яв­ля­ет­ся го­рю­чий газ (со­сто­ит в осн. из CO и H₂); слан­цев и би­ту­мов – го­рю­чий газ, жид­кое то­п­ли­во, смо­лы, мас­ла, фе­но­лы и др. про­дук­ты.

П. г. вклю­ча­ет про­грев за­ле­жи, про­цесс го­ре­ния, ме­ха­нич. рас­трес­ки­ва­ние и об­ру­ше­ние по­род вслед­ст­вие тем­пе­ра­тур­но­го воз­дей­ст­вия в за­ви­си­мо­сти от со­ста­ва за­ле­жи, гор­но-гео­ло­гич. ус­ло­вий и др. П. г. по­зво­ля­ет под­дер­жи­вать про­цесс без под­во­да те­п­ло­ты из­вне за счёт эк­зо­тер­мич. ре­ак­ций час­ти го­рю­чих ком­по­нен­тов за­ле­жи с ки­сло­ро­дом ду­тья (ав­то­тер­мич­ность). По спо­со­бу вскры­тия и под­го­тов­ки за­ле­жи к П. г. раз­ли­ча­ют шахт­ные, сква­жин­ные и ком­би­ни­ров. схе­мы. Осн. обо­ру­до­ва­ние, при­ме­няе­мое при П. г.: ком­прес­со­ры и воз­ду­хо­дув­ки для по­да­чи ду­тья в за­лежь, скруб­бе­ры и ци­кло­ны для очи­ст­ки и обес­пы­ли­ва­ния га­за, кон­ден­са­то­ры для по­лу­че­ния жид­ких и твёр­дых про­дук­тов.

Схема комплексного энергохимического предприятия переработки газа при подземной газификации угля (АЗС – автозаправочная станция).

П. г. уг­ля (ПГУ) от­но­сит­ся к не­тра­диц. эко­ло­ги­че­ски чис­тым тех­но­ло­ги­ям раз­ра­бот­ки уголь­ных пла­стов и сжи­га­ния уг­ля. В уголь­ном под­зем­ном ме­сто­рож­де­нии бу­рят сква­жи­ны; че­рез од­ну из них пласт под­жи­га­ют (напр., го­ря­щим кок­сом, эле­кт­ро­вос­пла­ме­ни­те­лем) и к рас­ка­лён­ной уголь­ной по­ве­рх­но­сти под­во­дит­ся окис­ли­тель че­рез си­сте­му дуть­е­вых сква­жин, а об­ра­зую­щий­ся го­рю­чий газ от­во­дит­ся че­рез си­сте­му га­зо­от­во­дя­щих сква­жин. Газ ПГУ пе­ре­ра­ба­ты­ва­ет­ся на ком­плекс­ном энер­го­хи­мич. пред­при­ятии (рис.). По­сле очи­ст­ки газ ис­поль­зу­ет­ся на ТЭС и на хи­мич. за­во­де. При ПГУ мож­но по­лу­чать газ с те­п­ло­той сго­ра­ния 4,6–5,4 МДж/м³ на возд. ду­тье, 6,7 МДж/м³ с при­ме­не­ни­ем ду­тья, обо­га­щён­но­го ки­сло­ро­дом (кон­цен­тра­ция ки­сло­ро­да 65%), и до 10–11 МДж/м³ на чис­том тех­нич. ки­сло­ро­де (98%).

При­ме­не­ние ПГУ в от­ли­чие от тра­диц. спо­со­бов до­бы­чи и пе­ре­ра­бот­ки уг­ля сни­жа­ет вред­ное воз­дей­ст­вие на ок­ру­жаю­щую сре­ду в осн. за счёт от­сут­ст­вия в от­хо­дя­щих про­дук­тах твёр­дых час­тиц (зо­ла и не­сго­рев­ший уголь) и су­ще­ст­вен­но мень­ших ко­ли­честв эко­ло­ги­че­ски вред­ных ком­по­нен­тов (NО_х, SО₂ и СО₂).

ПГУ впер­вые реа­ли­зо­ва­на в нач. 1930-х гг. в СССР; в 1940–95 в СССР и РФ на 5 пром. пред­при­яти­ях, экс­плуа­ти­рую­щих под­мос­ков­ный и ан­грен­ский бу­рые уг­ли, до­нец­кий и куз­нец­кий ка­мен­ные уг­ли, и 2 опыт­ных пред­при­ятиях, ра­бо­таю­щих на то­щих ка­мен­ных и вы­со­ко­влаж­ных бу­рых уг­лях, все­го бы­ло га­зи­фи­ци­ро­ва­но ок. 15 млн. т уг­ля и по­лу­че­но бо­лее 50 млрд. м³ га­за.

В нач. 21 в. раз­ви­тие ПГУ обу­слов­ле­но зна­чит. за­па­са­ми уг­лей, от­ра­бот­ка ко­то­рых тра­диц. спо­со­ба­ми не­эф­фек­тив­на (напр., глу­бо­ко за­ле­гаю­щие уголь­ные пла­сты или ос­тав­лен­ные за­пасы уголь­ных шахт, в т. ч. за­кры­ваю­щих­ся). Совр. кон­ст­рук­ции дуть­е­вых и га­зо­от­во­дя­щих сква­жин, а так­же уп­ра­в­ляе­мая сис­те­ма вы­га­зо­вы­ва­ния (от­ра­бот­ки) уголь­но­го пла­ста по­зво­ля­ют ус­той­чи­во и ста­биль­но по­лу­чать газ с бо­лее вы­со­кой (по срав­не­нию с ра­нее при­ме­ня­е­мой тех­но­ло­ги­ей ПГУ) те­п­ло­той сго­ра­ния на воз­душ­ном и ки­сло­род­ном ду­тье, по­вы­сить сте­пень вы­га­зо­вы­ва­ния уголь­но­го пла­ста до 90–95%, сни­зить утеч­ки га­за из под­зем­но­го га­зо­ге­не­ра­то­ра до 5%, дос­тичь 80% кпд га­зи­фи­ка­ции, ми­ни­ми­зи­ро­вать эко­ло­гич. воз­дей­ст­вие на под­зем­ную гид­ро­сфе­ру, по­лу­чать га­зо­об­раз­ный энер­го­но­си­тель по се­бе­стои­мо­сти в 1,5–2 раза мень­ше, чем ус­лов­ное то­п­ли­во на уголь­ных шах­тах. Пре­ду­смат­ри­ва­ет­ся строи­тель­ст­во в Куз­бас­се опыт­но-пром. пред­при­ятия П. г. про­из­во­ди­тель­но­стью по га­зу 3–4 млрд. м³/год (вы­га­зо­вы­ва­ние уг­ля 400– 500 т ус­лов­но­го то­п­ли­ва в год), ра­бо­таю­ще­го по но­вой управ­ляе­мой и кон­тро­ли­руе­мой тех­но­ло­гии на всех её ста­ди­ях.

Идея П. г. уг­лей вы­дви­ну­та Д. И. Мен­де­лее­вым в 1888, в Ве­ли­ко­бри­та­нии экс­пе­ри­мен­ты в этой об­лас­ти про­во­ди­лись в 1910–15 У. Рам­за­ем. В США П. г. и под­зем­ная пе­ре­гон­ка слан­цев впер­вые оп­ро­бо­ва­на в 1910 (П. г. слан­цев и би­ту­мов осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с 1980-х гг.).

В нач. 21 в. ус­той­чи­вая и дол­го­сроч­ная тен­ден­ция рос­та цен на уг­ле­во­до­род­ное сы­рьё на ми­ро­вом рын­ке спо­соб­ст­ву­ет раз­ви­тию ПГУ, пре­ж­де все­го, для стран, не рас­по­ла­гаю­щих не­об­хо­ди­мы­ми ре­сур­са­ми неф­ти и га­за, со зна­чит. за­па­са­ми уг­лей – США, КНР, Ин­дия, Ав­ст­ра­лия и др. См. так­же Не­тра­ди­ци­он­ная энер­ге­ти­ка.