Hiện trạng và định hướng phát triển công nghệ khí hóa than ngầm trên thế giới

Bài viết trình bày thông tin về hiện trạng, việc thực hiện dự án và định hướng phát triển công nghệ UCG trên thế giới, những thành tựu đã đạt được cũng như những thách thức về sử dụng công nghệ khí hóa than.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hiện trạng và định hướng phát triển công nghệ khí hóa than ngầm trên thế giớiTHÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ KHÍ HÓA THAN NGẦM TRÊN THẾ GIỚI Đỗ Mạnh Hải Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin Biên tập: ThS. Phạm Chân Chính Tóm tắt: Bài báo trình bày thông tin về hiện trạng, việc thực hiện dự án và định hướng phát triển côngnghệ UCG trên thế giới, những thành tựu đã đạt được cũng như những thách thức về sử dụng côngnghệ khí hóa than. 1. Mở đầu Như chúng ta thấy, một trong những quá Than là nguồn năng lượng cơ bản, và nhu trình cơ bản để sử dụng than là khí hóa nó. Kếtcầu về than trong những năm gần đây tăng cao. quả là chúng ta thu được các sản phẩm như:Nó là động lực chính để tăng trưởng kinh tế của khí tổng hợp, nhiên liệu cũng như khí thay thếnhiều nước, nhất là các nền kinh tế dựa vào khí tự nhiên.than như Trung Quốc, Ấn độ và một số quốc Khí hóa than trong lòng đất (UCG) khác vớigia khác. Than là nguồn năng lượng rẻ nhất, khí hóa trên mặt đất trong các lò phản ứng, quáthan cũng là nguồn nguyên liệu dồi dào nhất trình khí hóa diễn ra trực tiếp trong khoáng sàng,trong 150 năm qua. Trong thế kỷ 21, việc sử trong các vỉa than dưới lòng đất. Quá trình nàydụng than từ 4762 triệu tấn năm 2000 tăng lên là phương pháp trực tiếp chuyển hóa than thành7697 triệu tấn năm 2012, tăng 60%, trung bình khí tổng hợp mà không cần phải khai thác thantăng 4%/năm. Từ năm 2005 đến năm 2012, mỗi bằng các kỹ thuật thông thường. Công nghệ khíngày Trung Quốc bổ sung thêm 150 MW điện hóa bao gồm than nằm dưới lòng đất sẽ chịusản xuất từ than [8]. tác động của môi trường khí hóa như: không khí Một thách thức lớn cho nhiên liệu hóa thạch, chứa ô xy, hơi nước cùng những hỗn hợp dẫnđặt biệt là than đó là công tác bảo vệ môi trường chất, kết quả là phản ứng thu nhiệt diễn ra mạnhthiên nhiên nói chung và điều kiện khí hậu nói mẽ, nhiệt độ tăng cao, sau thời gian này, hỗnriêng có tính đến xu hướng toàn cầu trong việc hợp các khí chính sinh ra như H2, CO, CO2 vàsử dụng nhiên liệu than và phân tích dự báo nhu CH4. Tỷ lệ mỗi thành phần trong các sản phẩmcầu trong lĩnh vực này, trong đó nêu rõ vai trò khí thu được phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độngcủa than trong những thập kỷ tới, nó là chìa khóa học. Trong thực tế, khí hóa than hầm lò là quácho sự phát triển công nghệ than sạch và sửdụng hiệu quả cả than và các nguồn tài nguyênkhác. Đốt than sinh ra 29,5 % khí thải nhà kínhtrên toàn cầu [8], hiện đại hóa và xây dựng mớicác nhà máy điện chạy bằng than giúp nâng caohiệu quả đang là những thách thức hiện tại chosự phát triển ngành công nghiệp. 2. Đặc điểm công nghệ khí hóa than dướilòng đất Than đá từ nhiều năm trở lại đây đã là nguồncung cấp năng lượng chủ yếu để sản xuất điệnvà sưởi ấm. Với việc sử dụng than đá như vậy,quá trình chuyển đổi sang một dạng năng lượngkhác là khó khăn. Sơ đồ quá trình cơ bản đốtcháy than và các sản phẩm sinh ra xem trong Hình 1. Các quá trình cơ bản và các sản phẩm sinhhình 1[11]. ra[11]. 26 KHCNM SỐ 4/2019 * AN TOÀN MỎ THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎtrình rất khó khăn và vô cùng phức tạp, do đó bày trong hình 3 và 4.đòi hỏi phải có thêm nhiều nghiên cứu và nhiều Phân tích khả năng khí hóa than dưới lòngtính toán thực nghiệm quy mô trước khi nó trở đất khi không sử dụng giếng - Biến thể của lỗthành công nghệ phổ biến và có giá trị thương khoan mở vỉa trong khoáng sàng ảnh hưởng đếnmại. khả năng thu hồi khí và sự phát triển của công Quá trình UCG bắt đầu từ đốt cháy vỉa than nghệ khí hóa hiện tại. Đó là công nghệ CRIPtại điểm đầu tiên của lỗ khoan địa nhiệt. Sau khi (Controlled Reacting Ignition Point), được phátsinh ra ngọn lửa, giai đoạn quan trọng tiếp theo triển tại Mỹ từ năm 1980 đến 1990 bởi phòng thílà cung cấp vào khu vực các dẫn chất khí hóa, nghiệm quốc gia Lawrence Livermore, họ đã sửkết quả là quá trình khí hóa bắt đầu diễn ra. dụng phương pháp khoan định hướng và cho Khi đám cháy phát triển, nhiệt độ tăng cao phép phát điện từ các sản phẩm khí hóa tại mộttrong khu vực và di chuyển dần dần dọc theo điểm xác định của vỉa than bằng sự trợ giúp củalỗ khoan ra khu vực đường khí ga thu hồi sản ống thép linh hoạt. Khi các thông số cung cấpphẩm khí hóa [10]. Mô hình quá trình phát triển khí giảm, điểm ...