PENENTUAN PARAMETER TEKNOLOGI
GASIFIKASI BATUBARA BAWAH TANAH LUBANG BOR UNTUK LAPISAN BATUBARA TIPIS
Volodymyr S. Falshtynskyi1, Roman O.
Dychkovskyi1, Vasyl G. Lozynskyi1*, Pavlo B. Saik1
1 Dibawah
Department Penambangan, Universitas Nasional Pertambangan (Dnipropetrovsk,
Ukraine)
* Penulis bersangkutan:
e-mail: dichre@yahoo.com, tel. +38 056 744 62 14, fax: +38 056 247 32 09
Abstract
Dalam artikel ini karakteristik
kriteria gasifikasi batubara bawah tanah lubang bor untuk lapisan tipis
batubara didefinisikan. Perhitungan kesetimbangan termal dan bahan untuk proses
gasifikasi lapisan batubara dijelaskan. Konstruksi, metode pengolahan gasifier
in situ, dan urutan gasifikasi lapisan batu bara untuk area No 1 (terletak di
lapangan deposit batubara Solenovsk) juga dijelaskan. Parameter gasifikasi
batubara bawah tanah lubang bor untuk tambang batubara Solenovsk pada model
massif batu dan batubara juga diperinci. Metode preparasi gasifier in situ, dan
urutan gasifikasi lapisan batubara selama instalasi standar juga dijelaskan
secara terperinci. Interpretasi berdasarkan penelitian dan investigasi yang
dilakukan juga disajikan.
Keywords
lubang bor gasifikasi
batubara bawah tanah, gasifier in situ, massa batu, pembakaran permukaan,
kesetimbangan kimia
1. PERKENALAN
Teknologi
gasifikasi batubara bawah tanah lubang bor (BUCG) memungkinkan kita untuk
menggambarkan pembangkitan listrik dan energi panas, melewati produk kimia,
bahan bakar dan gas cair di lokasi lapisan batubara. Pemasangan teknologi ini
akan memastikan memperoleh kemampuan untuk mengeksplorasi cadangan batubara
tidak ekonomis dan simpanan bahan bakar padat lokal yang berada dalam kondisi
geologi yang sulit.
Dibandingkan dengan
pertambangan tradisional, BUCG memungkinkan untuk mengurangi tenaga kerja
penambang, dan menggunakan cadangan batubara tidak ekonomis dan tanpa syarat.
Produk gas pembakaran tidak mengandung oksida karbon dan sulfur anhidrit.
Metode,
implementasi teknologi dan konstruksi gasifiers in situ yang dirancang di
Universitas Nasional Pertambangan memungkinkan kita untuk mengelola proses gasifikasi
batubara bawah tanah dengan menjaga kesetimbangan konversi termo – kimiawi dan
proses fisik gasifikasi lapisan batubara. Perusahaan yang menggunakan teknologi
BUCG menikmati otomatisnya proses produksi. Produk akhir dari proses tersebut
tidak menjadi batu bara, melainkan merupakan elemen untuk dikonversi lebih
lanjut, seperti kilowatt termal, energi listrik dan sejumlah bahan kimia.
2.
MENENTUKAN
KESESUAIAN LAPISAN BATUBARA UNTUK GASIFIKASI BATUBARA BAWAH TANAH
Kriteria
kelayakan lapisan batubara untuk BUCG adalah hasil mengumpulkan informasi
tentang geologi, teknis dan spesifik
hidrogeologis. Berdasarkan evaluasi
bahan praktis gasifikasi lapisan batubara di stasiun Pidzemgaz (Lisichanska,
Gorlovska dan Yuzhno-Abinska), investigasi dilakukan pada gasifier tambang
eksperimental dan pilihan unit tersendiri, ketergantungan kriteria umum untuk
12 wilayah deposit batubara Solenovsk ditemukan.
Untuk melakukan percobaan industri, area No 1 dipilih (Antonov, Kazak, Kapralov
1988).
Area
No 1 terletak di bidang deposit batubara Solenovsk - 1, 2, 3, batubara
kabupaten Krasnoarmiyskogo, Donetsk. Bergabung
di tikungan timur laut bebatuan kristal Ukraina dan memanjang hingga sebelah tenggara
manik – manik pegunungan Donetsk.
Untuk
kemiringan dan kenaikan, rangkaian strata dibatasi oleh kesalahan
Shevchenkivskiy No 1 dan kesalahan Kirillovskiy, bersama penemuan - kesalahan
Shevchenkivskiy No 3. Luas area miring Н = 1410 m, meningkat di selatan S = 827
m, di sebelah utara S = 3000 m. Produktif umum cadangan batubara adalah Z =
4786,8 ribu ton. Stratifikasi kedalaman lapisan batubara Н = 72–221 m,
ketebalan – 0.5–0,9 m, sudut kemiringan a = 10–19 °.
Kriteria
kesesuaian formasi strata terletak di daerah No 1 untuk gasifikasi batubara
bawah tanah ditutupi oleh faktor basal: pertambangan dan geologi, hidrogeologi
dan teknis. Ruang lingkup daerah menunjukkan adanya layar alami (dislokasi
disjungtif) (Gukov et al 2012). Kedalaman stratifikasi lapisan batubara memudahkan
efisiensi dan gagal-aman bekerja. Lapisan batubara keras berada dalam batas 0,7–0,9
m, ini dianggap lebih rendah dalam kriteria kesesuaian dari lapisan batubara ke
BUCG. Mengandung batuan (tanah liat 77,2% batu dan siltstone) beserta kemampuan penetrasi didalamnya
kurang dari batas 0.71–1.06 Darcy, memastikan impermeabilitas dan
efisiensi proses pada kemampuan penetrasi lapisan batubara 0.38–0.62 Darcy.
Dalam
istilah ini, arus masuk yang diharapkan dari air di gasifier akan berada di
antara 1.2–3.4 m 3/t
(pada faktor hidrogeologis ini daerah membutuhkan eksplorasi tambahan).
Berkat
perkembangan teknologi dan teknik saat ini, jaminan diperoleh mengenai efektif
dan gagal keamanan proses gasifikasi lapisan batu bara di daerah ini.
Kriteria
kesesuaian dengan gasifikasi lapisan batubara in situ daerah No 1 disajikan
pada tabel 1.
2.1. Neraca termal-material dari lapisan batubara proses
gasifikasi
Untuk
perhitungan kesetimbangan termal material BUCG, program MTBalanse SPGU
dimanfaatkan. Dulu dirancang oleh karyawan dari Pertambangan Nasional Dibawah Universitas
Departemen Pertambangan (Lavrov 1957; Falshtynskyi 2009). Algoritma perhitungan
meliputi termo konversi kimiawi bahan bakar padat menjadi gas dan kental cairan
dalam kondisi komposisi dasar lapisan batubara, aliran masuk air eksternal dan kesetimbangan
termal in situ gasifier. Algoritma program disajikan pada gambar 1.
Program
untuk menghitung kesetimbangan bahan dan termal parameter proses BUCG
mempertimbangkan kondisi berikut: perubahan situasi antropogenik lapisan batuan
yang mengandung kualitas gasifier in situ kondisi geologi dan teknologi pertambangan
parameter proses; keunikan komposisi campuran udara dan pengaruhnya terhadap proses
gasifikasi lapisan batubara; perubahan kualitatif dan kuantitatif indeks gas
BUCG dengan nilai batubara dan ledakan udara campuran; pengaruh parameter
geometris oksidasi dan zona restorasi reaksi gasifier yang disalurkan pada kesetimbangan
indeks kinetik reaksi kimia dan dasar fisik; pengaruh efisiensi penghilangan
lapisan batubara pada kesetimbangan termal; pengaruh proses gasifikasi ballast
gas pada indeks kualitatif dari gasifier in situ; kepraktisan
pembuktian
parameter perhitungan neraca untuk prediksi pengelolaan mutu
indeks produksi untuk stasiun Pidzemgas.
Indeks teknologi
gasifier in situ dan pelepasan produk kimia dasar di BUCG disajikan pada tabel
2 dan 3, karakteristik material termal kesetimbangan di wilayah BUCG No 1
disajikan pada tabel 4, 5, 6.
Dengan oksigen
bertiup di kisaran O2 = 45–62% (4186.13 m/h), kapasitas pembangkit gas bawah
tanah disediakan berkat produksi gas 68.4·106
m3/h dan tenaga
listrik 27,4 MWth, dengan efisiensi sebesar 80,5% dan suhu dalam lubang bor
produksi, Т = 534 °С.
Tiupan karbon
dioksida CO2
– 379.3–969.4 m3/jam,
diberikan dalam kombinasi dengan oksigen (2092,4–4 014,2 m3/jam)
dan uap (1863.8 m3/jam)
penerimaan gas daya dengan koefisien kualitas tinggi: pelepasan dari pembakaran
gas 50–80,7·106
m3/y, tenaga listrik
25,2–27,5 MWth, dengan efisiensi sebesar 79,12–80,3% dan dengan temperatur gas lubang
bor, Т = 529 °С.
Susunan tiupan
campuran O2 (2856,8 m3/jam)
+ uap (2037.1 m3/jam),
menyediakan gas 57,1·106
m3/jam dengan N2–23,06%,
CH4–22,45 dan CO–11,05%, seperti pengaturan gas yang terbakar, oksigen + uap
dan udara + tiupan uap (uap = 2218,4 m3/jam,
N2–15,13%, CO–6,31%), izin pencabutan teknologi gas yang sesuai
untuk gas sintetis.
Koefisien tiupan udara
memberikan daya debit gas dengan koefisien berikut: pelepasan dari pembakaran
gas, 26.9·106
m3/jam, dan tenaga
listrik, 13,9 MWth, dengan efisiensi sebesar 62,9% dan dengan suhu gas jalan
keluar lubang bor Т=366 °С, dari
panas pembakaran kekuatan gas 4,71 MJ/m3.
Tekanan pada
gasifier di udara dan udara + tiupan uap Р
= 0,2–0,57 MPa, saat bertiup, memperkaya O2;
CO2; H2O
(uap) Р = 0,38–1,2 MPa.
Untuk lebih lengkapnya silahkan download pada link dibawah ini
atau
Sumber : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2300396015300100
Tidak ada komentar:
Posting Komentar