|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 09/2004
Wariantowe elektrociepłownie zasilane gazem z pokładów węgla. Metan ujarzmiony
|
|
|
Mówiąc o ochronie środowiska nasuwa się podświadome skojarzenie z energią wiatru, wody lub promieniowania słonecznego. Tymczasem są regiony, gdzie problemy znacznego zanieczyszczania atmosfery gazami cieplarnianymi - metanem oraz dwutlenkiem węgla -wymagają pilnych działań eliminujących ten długotrwały proces niszczenia przyrody.
|
Zagraniczne, wieloletnie doświadczenia przemysłowe dowodzą, że problem ten, a dotyczy on emisji gazów z pokładów węgla kamiennego, można techniczno-technologicznie relatywnie łatwo i trwale rozwiązać, i to z niemałymi korzyściami ekonomicznymi.
Obok niewielkich ilości dwutlenku węgla, emitowane przez pokłady węgla kamiennego gazy bogate w metan, można na miejscu odwiertu utylizować w elektrociepłowni. Gazy kopalniane można czerpać z aktualnie eksploatowanych, jak i unieruchomionych kopalń (gdzie pozostają pokłady węgla, które z określonych powodów, najczęściej ekonomicznych, trwale pozostawiono).
Władze kopalni węgla kamiennego Deutsche Steinkohle AG (DSK) w Zagłębiu Ruhry są organizatorem wiercenia stosownych szybów (wg rys. 1), przy czym utylizacją wydobywanych gazów zajmują się, poza górnictwem, różne instytucje, zainteresowane posiadaniem własnych, lokalnych elektrociepłowni. Tego typu ujęć jest tam 44, sprzężonych z 52 blokami energetycznymi o globalnej mocy 95 MW.
Godnym odnotowania jest fakt, że w Polsce przed paroma laty Komitet Badań Naukowych sfinansował na terenie kopalni „Pniówek” budowę szybu badawczego, wydobywającego 25 m sześc./h gazu wysokometanowego, ale wdrożeniem wyników z dokonanych eksperymentów na skalę wielkoprzemysłową Jastrzębska Spółka Węglowa nie wykazała wówczas – z braku własnych środków – zainteresowania.
Zagospodarowanie gazów kopalnianych
Omawiając technologie utylizacji gazów kopalnianych, najlepiej oprzeć się na wieloletnich doświadczeniach elektrociepłowni w Oberhausen (wg rys. 2). Jak widać z tego rysunku, zastosowano w Oberhausen trzy bloki energetyczne różnych generacji. Nad stacją odbioru gazu z pokładów węgla miejscowej kopalni (na rysunku) jest standardowy blok energetyczny z silnikiem iskrowym Otta, sprzężony z elektrogeneratorem. Spaliny z silnika o temperaturze ok. 350 st. C ogrzewają cyrkulującą wodę sieci grzewczej, która najpierw nagrzewana jest chłodzeniem samego silnika (jak w każdym aucie).
Drugi blok energetyczny obejmuje ogniwo paliwowe, którego sprawność termiczna jest o prawie 30 proc. wyższa od poprzedniego. Metan gazu kopalnianego trzeba uprzednio odsiarczyć i poddać dwustopniowemu reformingowi katalitycznemu z parą wodną. Wysoka sprawność, bo sięgająca nieomal 50 proc. energii elektrycznej plus 35 proc. ciepła, czynią ten blok energetyczny – mimo operacji reformingu metanu – konkurencyjnym do poprzedniego. Dodatkowo zainstalowano w elektrociepłowni Oberhausen mikroturbinę gazową, sprzężoną z elektrogeneratorem. Ciepło spalin po turbinie gazowej wykorzystuje się w części dla celów grzewczych, ale głównie dla instalacji zimna, pracującej metodą absorpcyjną.
Należy ubolewać, iż nasz przemysł węglowy nie korzysta z tego dorobku badawczo-wdrożeniowego Zagłębia Ruhry, gdyż wówczas nie tylko eksploatacja naszych kopalń byłaby bardziej rentowna, ale dodatkowo w odczuwalnym stopniu poprawiono by ochronę środowiska.
|
|
|
|
