تولید گاز از زغال سنگ راهی برای جبران قطعی گاز در کارخانجات

گازی شدن

گازی شدن فرآیندی است که هر ماده اولیه هیدروکربنی (مانند زغال سنگ) را به گاز سوختی تبدیل می کند. این گاز مشتق شده از سوخت HC / مواد اولیه گاز مصنوعی (Syngas) نامیده می شود. سوخت/مواد اولیه در مخازنی به نام راکتور در معرض اکسیژن در دما و فشار بسیار بالا، حدود 1200 درجه سانتیگراد قرار می گیرد و باعث واکنش های شیمیایی برای تولید گاز مصنوعی می شود.

به دلیل نوسانات نسبتاً کمتر در قیمت ها و در دسترس بودن فراوان، زغال سنگ ماده اولیه اولیه در فرآیند گازسازی است.

Syn-gas تشکیل شده در درجه اول مخلوطی از مونوکسید کربن (CO) و هیدروژن (H2) خواهد بود که هر دو بسیار قابل اشتعال هستند.



گازیفایر تخت ثابت

اینها از یک گازیفایر متشکل از یک سیستم خنک کننده و تمیز کردن گاز نیز تشکیل شده اند. یک تشکیل بستر مانند از سوخت جامد وجود دارد که از طریق آن موجودیت گازدار حرکت می کند، یا به سمت بالا (گازفایر جریان بالا) یا به سمت پایین (گازفایر پایین جریان). سیستم تمیز کردن یک واحد حذف خاکستر ساده است. واحد استوانه ای برای ورودی خوراک است. بستر سوخت با ادامه فرآیند گازی شدن راکتور به سمت پایین حرکت می کند

• گازیفایر جریان بالا: در گازیفایر جریان بالا، گاز از بالای بستر سوخت جمع‌آوری می‌شود در حالی که گازسازی نزدیک به پایین انجام می‌شود. اکنون همانطور که گاز از پایین بستر سوخت به بالای آن حرکت می کند، تمام میعانات موجود در بستر سوخت (عمدتا رطوبت و خاکستر) را جمع می کند. بنابراین، ممکن است نیاز به تمیز کردن گاز باشد. اما اگر گازی که از این گازیفایر خارج می شود حاوی تمام ناخالصی ها است پس چرا از این تکنیک استفاده می شود؟ به این دلیل که این گازیفایرها می توانند بر روی زغال سنگ و همچنین بیوگاز کار کنند، ما همچنین می توانیم سوخت را بدون هیچ تغییری در خود گازساز تغییر دهیم. همچنین تحمل رطوبت بالا در اینها بیشتر است.

• گازیفایر Downdraft: در گازیفایر Downdraft، گاز در پایین جمع می شود و بنابراین نیازی به عبور از بستر سوخت نیست و از این رو، این گاز نسبتاً عاری از میعانات و قطران بستر است. این گاز برای موتورهای گازی مناسب است.

در هند، گازیفایرهای رو به پایین رواج بیشتری دارند.

گازسازی زغال سنگ زیرزمینی (UGC)

گازی شدن فرآیندی است که سوخت‌ها (مانند خود زغال‌سنگ) را با قرار گرفتن در معرض یا واکنش آنها با اکسیژن و بخار در دمای مناسب و بسیار بالا به گاز مصنوعی (سنگاز) تبدیل می‌کند. این فرآیند در راکتورهای گازی روی سطح انجام می شود.

تفاوت UCG با گازسازی زغال سنگ سطحی این است که در UCG، درز زغال سنگ (درز زغال سنگ بستر/منبع زغال سنگی است که به اندازه کافی ضخیم است که از نظر اقتصادی استخراج شود) خود به عنوان راکتور/گازفایر عمل می کند که منجر به گاز شدن زغال سنگ می شود. زیر زمین، از این رو نام.

در این فرآیند، چاه‌های تزریقی (چاه‌های تزریقی برای جریان دادن گاز یا سیال به سازندهای زمین‌شناسی متخلخل زیرزمینی استفاده می‌شوند) به درون درز زغال‌سنگ حفر می‌شوند و سپس آب، هوا/اکسیژن از طریق این چاه به درون درز زغال‌سنگ (درز زغال‌سنگ استخراج نشده) منتقل می‌شود.

اکنون مکانی که از آنجا زغال سنگ استخراج می شود یا از سنگ خارج می شود، به نام صفحه زغال سنگ (از تزریق اکسیژن) در دمای حدود 1200 درجه سانتیگراد احتراق می شود و باعث اکسیده شدن زغال سنگ به هیدروژن و مونوکسید کربن همراه با آثار متان می شود. و سولفید هیدروژن از آنجایی که این فرآورده ها گاز هستند و باید به سطح زمین منتقل شوند، چاه های تولیدی در کنار آن حفر می شوند تا به سطح برسند.

UCG تنها فناوری عملی است که پتانسیل تبدیل منابع زغال سنگ به ذخایر زغال سنگ را دارد.

جذب و ذخیره کربن (CCS)

احتراق زغال سنگ باعث آزاد شدن CO2 می شود. با این حال، مانند سایر اشکال تبدیل به گاز، UCG پتانسیل افزایش یافته ای را برای CCS ارائه می دهد. گاز سنتز تولید شده از UCG را می توان پردازش کرد.

ذخیره سازی طولانی مدت CO2 در اهداف زمین شناسی به طور گسترده در حال تحقیق است. اهداف زمین‌شناسی اولیه برای ذخیره‌سازی کربن شامل سفره‌های زیرزمینی عمیق شور، میادین گازی تخلیه‌شده، میادین نفت یا گاز تخلیه‌شده، و درزهای زغال‌سنگ غیرقابل استخراج است. همه این اهداف اغلب در نزدیکی درزهای زغال سنگ که کاندیدای UCG هستند یافت می شوند. بنابراین، به طور کلی انتظار می رود گزینه های ذخیره سازی CO2 زیرزمینی در سایت های UCG در دسترس باشد.

بیولوژیکی گاز زغال سنگ زیرزمینی

برخلاف UGC حرارتی معمولی که شامل احتراق زغال سنگ برای فراهم کردن دماهای بالا برای تبدیل به گاز است، رویکرد بیولوژیکی از میکروارگانیسم‌های طبیعی یا معرفی شده و/یا مواد مغذی برای افزایش رشد آنها استفاده می‌کند تا زغال سنگ را به ترکیبات ساده‌تر، متان و گازهای دیگر تجزیه کند. از طریق چاه استخراج شود. احتمالاً مهمترین مزیت UCG بیولوژیکی نسبت به UCG حرارتی معمولی این است که گونه های سمی مانند بنزن در فرآیند تبدیل بیولوژیکی که در دمای زیرزمینی محیط رخ می دهد تشکیل نمی شوند. بنابراین، آلودگی آب های زیرزمینی خطری ندارد. از سوی دیگر، چالش‌های UCG بیولوژیکی نیز ریشه در دمای زیرزمینی محیط دارد که در آن میکروب‌ها ممکن است به خوبی رشد نکنند و در نتیجه فعالیت متان‌سازی پایینی داشته باشد.