THAN SẠCH VÀ KHÍ HÓA THAN
PHẦN 6. PHẦN 6. KHÍ HÓA THAN DƯỚI LONG DAT
1. Khí hóa than dưới lòng đất là gi
Khí hóa than đưới lòng đất tức là thông qua phản ứng hóa học của nhiệt độ để chuyển hóa than dưới lòng đất thành dạng khí đốt, than nằm dudi long đất sẽ được tiến hành đốt cháy và khí hóa một cách có kiểm soát, sau đó khí đốt sản xuất được từ quá trình này sẽ được vận chuyển lên mặt đất để tận dụng, bỏ lại những chất thải gây ô nhiễm như sỏi than, khí carbonic... dưới lòng đất.
Ý tưởng khí hóa than dưới lòng đất đầu tiên được Mendeleev - nhà hóa học nổi tiếng người Nga đưa ra vào năm 1888, lúc đó ông cho rằng, mục đích khai thác than là để chiết tách những thành phần có chứa nắng lượng trong than, chứ không phải là bản thân của than, đồng thời ông chỉ
ra rằng, việc khí hóa than đưới lòng đất là một cách cơ bản để thực hiện
công cuộc công nghiệp hóa ngành than đá.
Ý tưởng của nhà hóa học Mendeleev đã trở thành hiện thực do nhà hóa hoc ngudi Anh tén la William Ramsay, vao nam 1908, tai mé than Tusga, Ramsay da thanh công khi tiến hành thí nghiệm khí hóa than dưới lòng đất, đồng thời dùng khí than đó để phát điện. Vào năm 1933, Liên Xô bắt đầu tiến hành thí nghiệm kỹ thuật khí hóa than dưới long đất.
Khí hóa than đưới lòng đất thực chất chỉ chiết tách những phần có chứa năng lượng nằm trong than, khai thác than kiểu vật lý được thay đổi thành khai thác kiểu hóa học. Tiền Học Lâm - nhà khoa học nổi tiếng của Trung Quốc đã từng đánh giá cao kỹ thuật khí hóa than dưới lòng đất, gọi kỹ thuật này là “cuộc cách mạng trong lĩnh vực tài nguyên” Lớp quặng nằm sâu dưới lòng đất cả nghìn mét đến vài nghìn mét không cần phải nhân công xuống khai thác mà vẫn có thể sản xuất ra khí than chứa trong nó.
Khí than có được khi tiến hành khí hóa than đưới lòng đất có thể dùng làm nguyên liệu phát điện tuần hoàn, dùng để chiết tách khí hydro tỉnh khiết,
151
và dùng làm khí nguyên liệu trong công nghiệp hóa chất, làm khí đốt công
nghiệp, hay khí than đân dụng trong các thành phố...
2. Những wu diém và nhược điểm của việc khí hóa than dưới lòng đất Khí hóa than dưới lòng đất chủ yếu bao gồm những phương pháp sau: Phương pháp tận dụng giếng mỏ, phương pháp không giếng, phương pháp tổng hợp. Phương pháp tận dụng giếng mỏ là tận dụng những đường hầm cố hữu ở những giếng mỏ không còn sử dụng đến để tiến hành khí hóa than dưới lòng đất; phương pháp không giếng là cách trực tiếp khoan lỗ đến tận lớp than, sau đó kiểm soát nhiên liệu của lớp than; phương pháp tống hợp là kết hợp cả phương pháp giếng và không giếng, kiểu lò tương ứng chia thành lò hình chữ U, lò hình chữ sơn (1Ù) và lò phức hợp.
Dù là phương pháp nào thì việc khí hóa than trong lòng đất cũng đều là cách tiến hành đốt cháy than dưới lòng đất một cách có kiểm soát, thông qua tác dụng nhiệt năng và tác dụng hóa học của than để sinh ra khí đốt.
Kỹ thuật khí hóa than dưới lòng đất kết hợp việc xây giếng, khai thác
than và công nghệ khí hóa thành một, là một kỹ thuật mới khai thác năng
lượng sạch và nguyên liệu công nghiệp hóa học đa ngành, có những ưu điểm như tính an toàn cao, đầu tư ít, hiệu quả cao và ít ô nhiễm, được gọi là phương pháp khai thác than thế hệ thứ hai.
Khí hóa than dưới lòng đất để lại cặn và bụi bẩn ở dưới lòng đất, sau
đó dùng kỹ thuật lấp để tiến hành lấp đầy, như vậy có thể giảm được đáng kể tình trạng sụt lún vỏ Trái Đất. Khí hóa than dưới lòng đất không thải ra những chất thải rắn, giảm thiểu ảnh hưởng xấu đến môi trường bề mặt trái đất, đây là du điểm mà các kỹ thuật làm sạch khác không thể so sánh được. Khí hóa than dưới lòng đất còn có thể tập trung làm sạch, tiến hành khử những chất độc hại như dầu hắc, lưu huỳnh và bụi, san đó cho ra khí
than sạch.
Khí hóa than dưới lòng đất cho ra sản phẩm là khí than, khí than có thể làm khí đốt trực tiếp dùng vào phát điện hoặc dùng làm khí đốt công
nghiệp, khí đốt dân dụng ở các thành phố... Khí hóa than dưới lòng đất 152
|
NĂNG LƯỢNG MỚI có một vị trí vô cùng quan trọng trong công nghiệp hóa học than đá. Các nước trên thế giới hiện nay đều đang phát triển ngành công nghiệp hóa học than đá trên cơ sở là kỹ thuật khí hóa than. Khí tổng hợp có được từ quá trình khí hóa than là nguyên liệu cơ bản của ngành công nghiệp hóa chất, giúp cho ngành công nghiệp hóa chất không ngừng phát triển và nâng cao sức cạnh tranh với ngành công nghiệp dấu mỏ.
Đương nhiên, khí hóa than dưới lòng đất cũng tồn tại rất nhiều vấn
để, vì than được đốt ở dưới lòng đất, do vậy quá trình khí hóa rất khó kiểm
soát, thành phần khí tổng hợp có mức đao động lớn, thành phần trong khí sinh ra sau khi tiến hành khí hóa cũng không ổn định. Đồng thời, bị ảnh
hưởng nhiều bởi lớp than và địa chất nên đễ đẫn đến các tình trạng như rò
rỉ nước, lưu thông khí... giữa các mỏ than.
3. Triển vọng của ngành khí hóa than dưới lòng đất
Từ thập niên 30 của thế kỷ XX đến nay, những nước sản xuất than chủ yếu trên thế giới như Mỹ, Bỉ, Đức, Nga, Australia... đã đầu tư một lượng lớn nhân lực và tiền của để tiến hành nghiên cứu kỹ thuật khí hóa than dưới lòng đất đồng thời gặt hái được những thành quả lớn trong nghiên
cứu khoa học kỹ thuật.
Những quốc gia sản xuất than đá khác cũng bị thu hút bởi triển vọng của lĩnh vực khí hóa than dưới lòng đất, và cũng đầu tư số lượng lớn nhân lực, vật lực để tiến hành nghiên cứu. Dự án
hiện Canada đang cho xây đựng là công trình khí hóa than đưới lòng đất có độ sâu sâu nhất trên thế giới
Hình 3.16. Dự án khí hóa than dưới lòng đất đang được xây dựng ở Canada.
hiện nay.
153
Từ năm 1958 Trung Quốc đã bắt đầu tiến hành thử nghiệm khí hóa
than dưới lòng đất trong điều kiện tự nhiên. Sau năm 1980, hơn 10 khu mỏ than như Từ Châu, Đường Sơn, Sơn Đông... được tiến hành thí nghiệm, bước đầu thực hiện được sự đột phá trong lĩnh vực khí hóa than dưới lòng
| đất, đó là từ thử nghiệm cho đến ứng dụng thực tế.
| Kỹ thuật khí hóa than dưới lòng đất có hiệu ích kinh tế và hiệu ích môi trường tương đối tốt, nâng cao đáng để hiệu quả tận dụng cũng như mức độ tận dụng
| năng lượng than đá, là
| những nghiên cứu quan
| trọng và phương hướng
| phát triển trong lĩnh vực
Tình 3.17. Dự án khí hóa than dưới lòng đất kỹ thuật than sạch của bằng phương pháp không giếng tô đâu tiên của
Trung Quốc. Công trình Trung Quốc.
khí hóa than dưới lòng
đất bằng phương pháp không giếng mỏ mang tính thử nghiệm đầu tiên của Trung Quốc đã được xây dựng ở thành phố Ulanqab thuộc Nội Mông.
Hiện nay, kỹ thuật khí hóa than dưới lòng đất của Trung Quốc vẫn đang nằm trong giai đoạn thử nghiệm công nghiệp, có rất nhiều vấn để cần nghiên cứu và tìm hiểu. “Thế kỷ XXI sẽ xuất hiện ngành công nghiệp mới liên ngành giữa năng lượng, công nghiệp hóa chất và luyện kìm mà không cần nhân công xuống hầm khai thác làm việc. Không cần phải có nhân công đào hầm, lớp quặng có thể sâu nghìn mét và vài nghìn mét, Khi ấy khái niệm tài nguyên của Trung Quốc cũng sẽ được cách mạng hóa,
thế kỷ XXI thực sự là một thế kỷ mới” là những điều mà các nhà khoa học Trung Quốc đã chờ đợi và sẽ thành hiện thực. Đó chính là những thành quả mà sự thành công của ngành khí hóa than dưới lòng đất mang lại cho
con người. ;
154
| i
NĂNG LƯỢNG MỚI