При газификации твердого топлива часть скрытой в нем тепловой энергии безвозвратно теряется — ведь часть углерода сгорает полностью, образуя углекислый газ. Однако, несмотря на это, получение и использование газообразного топлива очень выгодно. Небольшие потери тепла при газификации с лихвой покрываются удобствами применения горючего газа. Поэтому-то пятилетний план восстановления и развития народного хозяйства СССР на 1946–1950 годы предусматривает большое развитие газификации твердого топлива.
Превращение хотя бы части низкосортного угля или торфа на месте их добычи в горючий газ и передача этого газа по трубам к потребителям позволяют значительно разгрузить железнодорожный транспорт от перевозок больших количеств твердого топлива и обеспечить наши города и промышленные центры высококачественным горючим, не дающим при сгорании ни золы, ни дыма, ни копоти.
ОДНА ИЗ ВЕЛИКИХ ПОБЕД ТЕХНИКИ
«Одна из великих побед техники» — так назвал В. И. Ленин свою статью, напечатанную в «Правде» в 1913 году и посвященную подземной газификации угля, то-есть добыче горючего газа прямо из каменноугольных пластов, находящихся глубоко в земле.
Блестящая идея подземной газификации принадлежит великому русскому химику, творцу знаменитой периодической системы элементов, Д. И. Менделееву. Более полвека назад Менделеев писал: «Настанет, вероятно, со временем такая эпоха, что угля из земли выламывать не будут, а там, в земле, его сумеют превращать в горючие газы и их по трубам будут распределять на далекие расстояния».
Немало ученых увлеклось мыслью о газификации угля под землей. Однако только в Советском Союзе эта замечательная идея была осуществлена практически.
Еще задолго до Великой Отечественной войны советские ученые провели большое количество опытов по получению горючего газа из зажженных под землей угольных пластов. Опытные станции подземной газификации угля были пущены в Донбассе, а также в Подмосковном угольном бассейне. Эти опыты, потребовавшие большого и напряженного труда, позволили установить, как идет в недрах земли невидимый и сложный процесс газификации угольного пласта, а затем перейти к практической работе по газификации.
Советские инженеры разработали так называемый поточный метод газификации. Он не требует тяжелого подземного труда и осуществляется так.
В земле с помощью механизмов для глубокого бурения делают два отверстия — выработки (рис. 13).
Рис. 13. Схематическое изображение станции подземной газификации угля. 1 — компрессоры, вдувающие под землю воздух, обогащенный кислородом; 2 — пласт угля; 3 и 5 — вертикальные выработки; 4 — горизонтальная выработка; 6 — скрубер — аппарат, в котором газ очищается от пыли и охлаждается; 7 — приборы управления; 8 — насосы для воды, подаваемой в скрубер; 9 — газопроводы.
Сначала эти отверстия минуют верхние, наносные слои земли — песок и глину. Затем они достигают угольного пласта и пронзают его насквозь. Под землей выработки соединяются между собою узким коридором, в котором и происходит газификация угля.
Угольный пласт зажигается опущенной под землю проволочной спиралью, раскаленной током. По одной из выработок с поверхности земли начинают вдувать воздух или, еще лучше, — кислород. Воздушный поток (поэтому, между прочим, этот способ газификации и называется поточным) омывает раскаленную нижнюю поверхность угольного пласта. Кислород соединяется с углеродом угля, образуя уже известный нам горючий газ — окись углерода.
Горючий газ поднимается по другой выработке на поверхность земли и поступает в специальный аппарат — скрубер, где он охлаждается и очищается от пыли. После этого газ по проложенным в земле трубопроводам направляется к потребителям.
Угольный пласт постепенно «выгазовывается». Выгазовывание идет по пласту, снизу вверх. На месте угольного пласта остается немного золы и свободное пространство, которое постепенно засыпается обвалившейся землей, прикрывавшей угольный пласт.
Специальные приборы, спущенные под землю и находящиеся на ее поверхности, позволяют постоянно следить за газификацией. Электрические пирометры в любой момент указывают температуру газифицируемой поверхности угольного пласта, а газоанализаторы точно устанавливают состав выходящего из недр земли горючего газа. По данным этих приборов технический персонал станции регулирует процесс, уменьшая или увеличивая количество кислорода, а иногда и водяного пара, вдуваемого под землю.