Читать реферат по геологии: "Шахтний метан: ресурси в Україні та методи використання"

назад (Назад)скачать (Cкачать работу)

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Міністерство освіти та науки України

Національний технічний університет України

"Київський політехнічний інститут"

Кафедра відновлювальних джерел енергії Реферат

Шахтний метан: ресурси в Україні та методи використання Підготував студент 5 курсу

ФЕА групи ЕК-41см

Бучастий В.О.

Перевірив викладач:

Кудря С.О. Київ - 2015

Метан - один із основних видів парникових газів, який за сторічний період здатний утримувати тепла в 21 раз більше в атмосфері, ніж вуглекислий газ. Фактично, вміст метану в атмосфері складає 16% від загальної кількості парникових газів. За останнє сторіччя його кількість в атмосфері збільшилася в двоє. Згідно досліджень, об’єм метану щорічно збільшується на 0,6% (для прикладу, об’єм вуглекислого газу на 0,4%).

Рисунок 1 - Глобальні викиди парникових газів В більшості країнах підземні вугільні шахти представляють собою потужне джерело шахтного метану. На протязі багатьох років метан, що виділявся на вугільних шахтах, розглядався як шкідливий та небезпечний побічний продукт, що не представляє ніякої цінності. Однак сучасні проекти по збору та утилізації шахтного метану, заставляють признати зворотнє: шахтний метан - джерело екологічно чистої енергії; продукт, добування якого дає масу переваг для шахти; для місцевого суспільства, регіону та країни в цілому, та для екологічного стану на планеті.

Згідно проекту відновленої енергетичної стратегії України до 2030 р., потенціальні ресурси України метану вугільних пластів складають 12 трлн м3, що в 3-3,5 рази більше ніж запасів природнього газу. А його прогнозоване добування в Україні складе 2-4 трлн м3.

В останні роки недостача енергоресурсів в нашій країні викликала інтерес до використання метану вугільних родовищ. Із 294 шахт Донбасу за рік виділяється близько 2,5 млрд м3 метану, із шахт Львівсько-Волинського басейну - близько 60 млн. м3. При цьому, тільки 8% цієї кількості використовується в якості палива - все інше викидається в атмосферу. Запаси метану на окремих шахтах коливаються від 0,2 до 4,7 млрд. м3. Наприклад, в надрах шахти ім. Засядько вони становлять 3,6 млрд. м3, імені Скочинського - 4,7 млрд. м3, "Південнодонбаською" - 3-3,5 млрд. м3. Дані ресурсів метану по геолого-промислових районах наведено в таблиці 1. Таблиця 1 - Характеристики геолого- промислових районів Донбасу

Геолого-промислові райони

Кількість вугільних пластів

Ресурси метану в вугільних пластах, млрд. м3

Красноармійський

33

231,3

Донецько - Макіївський

59

202,1

Центральний

46

84,8

Торезько - Сніжнянський

39

37,5

Лисичанський

25

22,5

Луганський

39

4735

Алмазно- Мар`ївський

53

81,2

Краснодонський

24

56,2

Боково- Хрустальський

31

40,1

Селезнівський

32

51,9

Слід виділити, що на відміну від вугільного метану, який добувається на ділянках, де не ведуться гірські роботи і для добування якого необхідно спеціальний вплив на вугільний пласт, наприклад, гідророзрив, шахтний газ метан виділяється при добуванні вугілля без спеціального впливу на вугільну породу і видаляється із шахти системами вентиляції та дегазації. Саме шахтний газ метан забруднює навколишнє середовище і тому скорочення його викидів в атмосферу регламентовано Кіотським протоколом.

Активним способом керування виділенням метану в гірничі виробки є дегазація - комплекс технологічних процесів, спрямованих на попередження виділення метану в атмосферу гірничих виробок шляхом його вилучення, уловлювання та ізольованого відводу по врубах шахтної дегазаційної системи, нейтралізація та зв’язування метану у вугленосній товщі. Дегазація передбачається у випадках, коли з пласта або виробленого простору видаляється понад 2 м3/хв метану на тонких пластах, понад 3 м3/хв - на пластах середньої потужності, а засобами вентиляції неможливо забезпечити вміст метану у повітрі в межах встановлених норм.

Розглянемо методи боротьби з емісією шахтного метану.

Найпростішою формою обробки метану є спалювання в факелах. Символічно це означає, що газ спалюється "холодно" або просто викидається в атмосферу. Цей процес потрібно оцінювати критично, оскільки енергія метану не використовується і при цьому виникають шкідливі для клімату викиди газу в атмосферу. Просто понижується вибухо- та пожежонебезпечність на шахті.

Паливо для транспортних засобів. Метан для використання поступає по магістральному трубопроводу через блок вхідних кранів, де відбувається первинне його очищення, в блок підготовки газу. У блоці підготовки газу метан очищається від вологи, масла і механічних частинок, і поступає в компресорний блок. У компресорному блоці метан охолоджується, стискається, додатково очищається від вологи, що залишилися, і масла, і поступає в блок осушення, де остаточно осушується і очищається. З блоку осушення метан через газорозподільний блок подається на колонки, через які реалізується.

Вироблення теплової енергії в котельних та модульних котельних установках. Теплову електроенергію можливо виробляти в шахтних котельних та модульних котельних установках. У ДОННТУ були розроблені газопідготовчі станції (ГПС), що дозволяють використовувати в шахтних котельних некондиційні метано-повітряні суміші. Станція ГПС-1 дозволяє збагачувати природним газом шахтний метан до кондиційного складу. Станція ГПС-2 дозволяє некондиційний шахтний метан розбавляти повітрям для отримання газоповітряної суміші із змістом метану 2,5%. Ця суміш дуттєвим способом спалюється в топці з твердим паливом.

Утилізацію кондиційного метану при недостатньому або такому, що коливається дебеті можна здійснювати шляхом сумісного спалювання з твердим паливом (високозольне вугілля або промпродукт). Найбільш перспективним напрямом утилізації некондиційного шахтного метану є розбавлення його до концентрації в суміші 2,5% і пряме спалювання її в спеціально обладнаних топках.

Для утилізації шахтного газу можливо використовувати газогенераторні установки. Газогенераторні установки дуже ефективні з погляду перетворення хімічної енергії палива в корисну електричну енергію. Сучасні газові двигуни досягають електричного ККД більше 44%, а в когенераційному циклі з утилізацією тепла вихлопних газів сумарний ККД складає більше 90%.

Низький рівень емісій шкідливих речовин, висока надійність і простота техобслуговування, маневреність і висока енергетична ефективність відкрили широкі можливості застосування газопоршневих електростанцій для локальної генерації електричної і теплової енергії.

Газогенераторні установки випускаються модульного виконання і включають систему підготовки газу, двигун внутрішнього згорання і електричний генератор. Газогенератор споживає метаноповітряну суміш з концентрацією метану від 30% і вище.

В таблиці 2 представленні проекти спільного впровадження з утилізації шахтного метану. Таблиця 2 - Проекти спільного впровадження з утилізації шахтного метану в Україні

Власник проекту

Назва проекту

Мета проекту

Загальна вартість проекту (тис. євро)

Очікуване скорочення викидів за 2008-2012 рр. (тис. тонн СО2 - екв)

Опис технології

Шахта "Горська"

Захоплення метану з рудникового газу та його переробка на вуглекислий газ за допомогою спалювання у факелі

Впровадження факельної технології в Україні для зменшення викидів та надання досвіду з утилізації метану

-

263,00

Відкачування метану зі свердловини за допомогою компресора, спалювання у факелі потужністю 5,0 МВт

Шахта "Щегловська Глибока"

Утилізація шахтного метану

Вдосконалення системи дегазації та утилізація каптованого шахтного метану у котельні та газових підігрівачах замість вугілля, у газодизельному двигуні- генераторі для виробки електроенергії і шляхом спалювання у факелі

3250,0

866,32

Шахтний метан, що


  • 1
  • 2