Komunikat prasowy

24 marca 2014r. w kopalni Wieczorek w Katowicach należącej do Katowickiego Holdingu Węglowego rozpoczęła się próba uruchomienia procesu podziemnego zgazowania węgla (PZW) w warunkach czynnej kopalni. Pilotowa instalacja została  wybudowana wspólnymi siłami Głównego Instytutu Górnictwa i KHW  na terenie  KWK „Wieczorek” w związku z realizacją zadania badawczego pt.: „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej”. GIG  w tym zadaniu jest jednostką wiodącą w zakresie prac dotyczących PZW.

Należy podkreślić, że prowadzona próba ma charakter badawczy i oprócz sprawdzenia założeń technologicznych ma również odpowiedzieć na pytania związane z określeniem oddziaływania tego procesu na środowisko oraz z jego bezpiecznym prowadzeniem. Eksperyment ma również pokazać, że procesem da się sterować i można go na dowolnym etapie zatrzymać.

Instalacja pilotowa

Instalacja składa się z dwóch zasadniczych części :

1. Z części podziemnej zlokalizowanej 400 m pod powierzchnią, której najistotniejszym elementem jest georeaktor zgazowania w pokładzie 501 o miąższości ok. 5 m
2. Z części naziemnej zlokalizowanej na terenie szybu Wschodniego, składającej się z elementów zasilania georeaktora w media oraz odbioru, oczyszczania i utylizacji gazu

Podstawowe cele budowy instalacji pilotowej są następujące:

1. Sprawdzenie możliwości przeprowadzenia procesu podziemnego zgazowania węgla w warunkach czynnej kopalni
2. Uzyskanie danych dla opracowania projektu technologicznego i wstępnego studium wykonalności instalacji demonstracyjnej PZW
3. Uzyskanie danych dla przeprowadzenia wieloparametrowej oceny eko-efektywności opracowanej technologii

Dostarczenie czynników zgazowujących oraz odbiór produktów reakcji ze strefy zgazowania w pokładzie realizowany jest dwoma otworami nawierconymi w kształcie litery V po skosie z wyrobiska wykonanego ok. 2-2,5 m nad pokładem. Rurociąg produktów w początkowej części chłodzony jest przeponowo wodą wypełniającą część wyrobiska po jego wcześniejszym uszczelnieniu metodą torkretowania. Czynniki zgazowujące dostarczane są z powierzchni systemem rurociągów w szybie i wyrobiskach:

• powietrze – z kompresora powietrza
• tlen – ze zbiornika ciekłego tlenu z parownicą

Ze względów bezpieczeństwa, w rejon zgazowania doprowadzone są również rurociągi podsadzki i azotu.

Wstępne wydzielenie substancji smolistych odbywać się będzie w separatorach umieszczonym w podziemnych wyrobiskach. Produkty gazowe o temperaturze do 400°C transportowane są izolowanym rurociągiem w szybie na powierzchnię, gdzie są poddane  ochłodzeniu  i oczyszczaniu. Oczyszczony gaz kierowany będzie do pochodni.

Parametry procesu

Założone parametry procesowe instalacji pilotowej są następujące:

1. Prędkość zgazowania węgla to od 100 do maks. 600 kg/godz.
2. Wielkość parceli węgla jaka zostanie poddana zgazowaniu to około 200 m², a ilość zgazowanego węgla w okresie próby  wyniesie ok. 1200 ton.
3. Prędkość podawania czynników zgazowujących:

- w przypadku wyłącznie powietrza – do 1200 Nm³/h

- w przypadku tlenu 200-300 Nm³/h

1. Ilość uzyskanego gazu – maks. 1500 Nm³/h
2. Spodziewany skład uzyskanego gazu to wartość opałowa ok. 3,5 – 5 MJ/Nm³,

azot –  53% obj., dwutlenek węgla – 16% obj., tlenek węgla – 12% obj., metan   – 3% obj., wodór – 15% obj.

Powyższy eksperyment realizowany jest w ramach strategicznego programu badań naukowych i prac rozwojowych „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii”, finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Oprócz opracowania strategii rozwoju zgazowania węgla w Polsce, głównym utylitarnym celem zadania w zakresie PZW jest opracowanie projektu technologicznego i wstępnego studium wykonalności instalacji demonstracyjnej PZW w skali 20 MW. Jako podstawowe źródło danych w tym zakresie będą rezultaty  wielodobowej próby w skali pilotowej w pokładzie 501 w KWK Wieczorek.

Budowa instalacji w warunkach czynnej kopalni węgla jest przedsięwzięciem niespotykanym dotychczas w polskiej praktyce górniczej, co powodowało konieczność rozwiązania szeregu problemów natury formalno-prawnej związanych ze spełnieniem wymogów Ustawy Prawo geologiczne i górnicze. W prowadzonych działaniach uczestniczyły Wyższy Urząd Górniczy  i Okręgowy Urząd Górniczy w Katowicach.

Podziemne zgazowanie węgla, pomimo badań które prowadzone są w różnych krajach od wielu lat, jak dotąd nie zostało zastosowane komercyjnie (wyjątkiem jest jedynie instalacja w Angren w Uzbekistanie). Intensywne prace nad tą technologią w skali pilotowej prowadzone są w Australii, Chinach Kanadzie i RPA.

Celem prowadzonych przez GIG i KHW badań jest opracowanie własnej technologii podziemnego zgazowania węgla zweryfikowanej w skali pilotowej. Badania prowadzone w GIG zostały częściowo ukierunkowane na opracowanie technologii podziemnego zgazowania węgla metodą szybową, w której zakłada się wykorzystanie istniejącej infrastruktury kopalni dla wykorzystania złóż resztkowych węgla.

Główny Instytut Górnictwa od 2007 r. aktywnie uczestniczy w badaniach procesu PZW, koordynując realizację dwóch dużych projektów HUGE i HUGE 2, współfinansowanych przez Fundusz Badawczy Węgla i Stali.

Podziemne zgazowanie węgla, polega na doprowadzeniu do zapalonego złoża węgla czynnika zgazowującego i odbiorze wytworzonego gazu o wartości przemysłowej na powierzchni. Warunkiem prawidłowego przebiegu procesu jest umiejętne sterowanie podawaniem czynnika zgazowującego tak, by uzyskać temperaturę umożliwiającą wytwarzanie gazów o określonym składzie. Gaz uzyskiwany z węgla w procesie podziemnego zgazowania może mieć wiele zastosowań. Można go użyć do wytwarzania ciepła i elektryczności w energetyce, może zastąpić gaz ziemny w chemii, można go także użyć do wytwarzania paliw płynnych.

Podziemne zgazowanie węgla można prowadzić z zastosowaniem powietrza, tlenu, pary wodnej lub ich mieszanek jako czynnika zgazowującego. Dla energetycznego zastosowania gaz wytwarza się zazwyczaj z użyciem powietrza lub tlenu. Uzyskany produkt różni się wartością opałową, i tak ze zgazowania tlenem gaz charakteryzuje się wartością opałową rzędu 8 MJ/m³, a powietrzem – 3,5-4,5 MJ/m³. Inaczej niż w przypadku zgazowania powierzchniowego, w przypadku PZW o rodzaju technologii i wielkości instalacji decydują uwarunkowania złożowe.