KHW: w kopalni Wieczorek trwa eksperyment PZW

W kontenerowym laboratorium-dyspozytorni pod szybem Wchodnim dr Piotr Mocek z GIG analizuje parametry gazu, który powstaje 400 metrów niżej w procesie PZW.

Ponad tydzień po rozpaleniu przy szybie Wschodnim kopalni Wieczorek podziemnego georeaktora do zgazowania węgla w złożu miejsce eksperymentu zobaczyli przedstawiciele najwyższych władz regionu, nadzoru górniczego, uczelni uczestniczących w projekcie i eksperci GIG.

W siedzibie Katowickiego Holdingu Węglowego przy ul. Damrota ze szczegółami instalacji podziemnego zgazowania węgla (PZW) zapoznali się m.in. wojewoda śląski Piotr Litwa i abp Wiktor Skworc - metropolita katowicki. Wśród gości prezesa KHW Romana Łoja byli też pełniący obowiązki szefa Wyższego Urzędu Górniczego Mirosław Koziura, I wicewojewoda śląski Andrzej Pilot, członek zarządu województwa śl. Stanisław Dąbrowa, prezes Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska Magdalena Skucha, prezes WFOŚiGW Gabriela Lenartowicz, prezydent Katowic Piotr Uszok.

Gorący gaz nie stopi rurociągu
Marek Pieszczek, dyrektor kopalni Wieczorek, opisał techniczne warunki przygotowania złoża na głębokości 430 m, które rozpalono w poniedziałek (24 marca), po wielomięsięcznej budowie rurociągów doprowadzających powietrze, parę wodną i tlen oraz linię odbiorczą produktów zgazowania węgla, którą m.in. zatopiono w pobliżu reaktora w specjalnej przeponie wodnej, która ma za zadanie chłodzić gazy rozgrzane na początku do ok. 1000 stopni Celsjusza. W instalacji ich temperatura wynosi 400-500 stopni i spada pod wpływem aktywnego chłodzenia na powierzchni do 50 stopni Celsjusza.

Pod ziemią "spłonie" pociąg z węglem
Już po kilku godzinach od rozpoczęcia badań spod ziemi płynęło 28 m sześc. tzw. gazu procesowego na minutę. Na godzinę zamianie w gaz ulegać może od 100 do 600 kg węgla w parceli o powierzchni 200 m kw. Tkwi w niej mniej więcej 1000 t węgla, czyli tyle, ile wiózłby pociąg ciągnący 25 wagonów. Produkty zgazowania podziemnego w Wieczorku zawierają azot (53 proc.), dwutlenek węgla (16 proc.), tlenek węgla (12 proc.), metan (3 proc.) i wodór (15 proc.). Mieszanina ma stosunkowo niewielką wartość energetyczną - 4,5 MJ. - Można ją polepszyć, zwiększając podaż tlenu z powierzchni do georeaktora - tłumaczy dr Piotr Mocek z Głównego Instytutu Górnictwa, kierownik próby, który przy instalacji nadzoruje przebieg zgazowania i podlega szefowi projektu oraz kierownikowi ruchu zakładu górniczego, który odpowiada za bezpieczeństwo eksperymentu.

Czerwonawa pochodnia
Do specjalnej szczelnej studzienki zbierane są szkodliwe kondensaty smół, które odbierze spod szybu dąbrowska koksownia Przyjaźń JSW. W kilku miejscach instalacji rozmieszczono chromatografy gazowe, których zadaniem jest bieżące badanie składu próbek gazu. Na wyjściu ulega on spaleniu w pochodni gazowej. Dr Mocek obserwował pierwszy płomień: - Na początku przez dłuższy czas miał czerwonawą barwę od nadmiaru węglowodorów wydzielających się po inicjacji reaktora. Później kolor płomienia zmienił się na czerwono-żółty - opisuje naukowiec. 

Stuletnie marzenie Włodzimierza Lenina
W miniwykładzie o idei zgazowania węgla i jego długiej historii w kilkudziesięciu krajach świata opowiedział prof. Józef Dubiński, naczelny dyrektor Głównego Instytutu Górnictwa. Węgiel - podkreślał - należy do rzadkich surowców, które można zamienić w złożu w inny rodzaj paliwa. Pierwsze próby podjęto już pod koniec XIX w., a w 1913 r. nadzieje związane z podziemnym zgazowaniem węgla rozpalały samego Włodzimierza Lenina, który prognozował wówczas, że technologia ta będzie rewolucyjna, gdyż wyzwoli górników z konieczności wyrywania węgla spod ziemi. W Uzbekistanie do dziś działa instalacja zasilająca niewielkie osiedle mieszkaniowe. Ekperymenty PZW podejmowano w XX w. w kilkudziesięciu krajach świata (w tym w Polsce w latach 50. i 60.). Na dużą skalę przemysłową wykorzystuje się obecnie naziemne reaktory, proces pod ziemią jest dużo trudniejszy i mniej rozpoznany. Na przełomie wieków ruszyły polsko-czesko-francuskie projekty finansowane przez UE w ramach Huge i Huge2 (Hydrogen Oriented Underground Coal Gasification for Europe - PZW ukierunkowane na produkcję wodoru w Europie). Zadaniem najnowszego pilotażu w KHW jest doskonalenie technologii i badanie oddziaływania na środowisko i bezpieczeństwa procesu PZW, w tym m.in. opanowanie umiejętności błyskawicznego wygaszania georeaktora.

Reaktor bezpiecznie odcięty
Taką właśnie operację bezpiecznego stłumienia i wygaszenia przetestowano w kopalni Wieczorek już kilkadziesiąt godzin po inicjacji procesu, który z natury może przebiegać bardzo niestabilnie.
- Zaobserwowaliśmy pulsacyjne zmiany ciśnienia gazu i po podaniu inertnego azotu, a później, wody georeaktor udało się zatrzymać już po ok. 16 godzinach. To istotna obserwacja - mówi dyrektor Marek Pieszczek. Pompując pod ziemię sprężone powietrze, naukowcy i inżynierowie udrożniają zawartość georeaktora (złoże do zgazowania musi mieć odpowiednio spękaną strukturę) i prowadzą obserwacje zachowania się górotworu w warstwach nad miejscem zgazowania węgla.

Wartość prowadzonych w KHW badań podkreślał m.in. prof. Tadeusz Słomka, rektor Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. - Do uzyskania dojrzałej technologii potrzebujemy cierpliwości i czasu - mówił, przypominając, że zanim faktem stała się dzisiejsza rewolucja łupkowa w USA, od pierwszych projektów do sukcesu minęło 18 lat.

 

W galerii: konferencja w siedzibie KHW i wizyta w naziemnej cześci instalacji PZW przy szybie Wschodnim kopalni Wieczorek (zdjęcia: Witold Gałązka - portal górniczy nettg.pl) - środa, 2 kwietnia 2014 r.