Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2013, № 11 (спецвып.)

МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПОЛУЧЕНИЯ
ГАЗОВОГО ТОПЛИВА
В ТЕХНОЛОГИИ ЛУГЭК

М.Ю. Быкова

УДК 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Б95 

622.271:662.74    
Б95 
 
 
 
 
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 
29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной 
службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия
человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.12 
 
 
 
 
Быкова М.Ю.   
Ìåòîä ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ïîëó÷åíèÿ ãàçîâîãî òîïëèâà â 
òåõíîëîãèè ËÓÃÝÊ: Ãîðíûé èíôîðìàöèîííî-àíàëèòè÷åñêèé áþëëåòåíü (íàó÷íî-òåõíè÷åñêèé æóðíàë). Îòäåëüíûå ñòàòüè (ñïåöèàëüíûé 
âûïóñê). — 2013. — № 11. — 8 ñ.— Ì.: èçäàòåëüñòâî «Ãîðíàÿ êíèãà» 

ISSN 0236-1493 
 
Статья посвящена результатам научных исследований по применению технологии внутрицикловой газификации в Локальных углегазоэлектрических комплексах (ЛУГЭК). Приводятся решения  по увеличению теплотворной способности генерируемого газового топлива из угля 
на основе очистки генераторной газовой смеси от углекислого газа, что 
позволяет увеличить её калорийность в 3-4 раза. Для последующего повышения теплоты сгорания вырабатываемого газового топлива рекомендуется применять в технологии ЛУГЭК так же парокислородное дутьё. 
Ключевые слова: уголь, газовое топливо, газификация угля, установка комбинированного цикла, очистка углекислого газа, теплота сгорания
топлива. 
 

УДК 622.271:662.74

©   М.Ю. Быкова, 2013 
©  Издательство «Горная книга», 2013 
ISSN 0236-1493 

©  Дизайн книги. Издательство  
«Горная книга», 2013 

 
 

С начала 70-х годов прошлого века наша страна вступила в 
эпоху так называемой «газовой паузы». Доля природного газа в топливно-энергетическом балансе (ТЭБ) страны начала расти ускоренными темпами. Поэтому в настоящее время эта доля составляет 
60 %, а доля угля 13 %. Такой перекос, вызванный преимуществами газового топлива по сравнению с твёрдым является на наш 
взгляд неперспективным и энергетически небезопасным. Достаточно сказать, что ведущие мировые державы Западной Европы 
имеют такую долю на уровне 40-60 %, США – 56 %, а КНР – 70 %.  
Учитывая дефицит газа на внутреннем рынке, необходимость 
поддержания его экспорта, а также – ограниченность запасов природного газа, следует ожидать заметного возрастания роли ископаемого угля в ТЭБе. Тем более, что ресурсы угля в России значительно превосходят ресурсы нефти и газа: если ресурсов угля хватит на 500 лет, то углеводородного сырья – на 40-60 лет. Здесь же 
нужно учесть, что в России удельное энергопотребление  составляет 6,5 т у.т./чел при средней величине  этого показателя в мире 2, 1 
т у.т. чел. Приведенные факторы неизбежно приведут к возрастании доли угля в энергетике страны. 
Увеличение использования угля в экономике страны будет осуществляться на базе традиционных технологий, в основу которых 
заложен принцип использования кускового угля, что требует конвейерного или железнодорожного транспорта к месту его потребления (ТЭС). 
Более прогрессивными и экономичными являются технологии, 
использующие газовое топливо, которое можно получать из угля 
на основе его газификации. В таблице приведены технические параметры сравнения различных способов внутрицикловой газификации угля. Опытные данные демонстрируют преимущества способа газификации в потоке по производительности газогенератора 
(газификатора) и по его термодинамическому КПД. 
Однако, рост производства угля и его использование в энергетике связаны со значительным экологическим ущербом для атмосферы Земли, природного ландшафта и гидрогеологического режима 
угледобывающих районов. 
Поэтому необходимо искать новые, экологически чистые технологии разработки угольных месторождений. Одним из способов 
повышения экологической чистоты угледобывающего предприятия 
является предложенный в МГГУ метод получения электроэнергии  

Сравнение вариантов поверхностной (внутрицикловой)  
газификации угля 

 
на угольном месторождении, основанный на синтезе трансформации в газовое топливо (газификация или подземное сжигание угля) с добычей угольного метана и выработке электроэнергии в установках комбинированного цикла на том же шахтном поле или на 
соседних полях [1].  
Сам процесс очистки генераторного газа можно осуществить по 
схеме (рис. 1), которая включает два сепаратора и циклон для удаления минеральных частиц, влаги, масла и фенолов. Схема предусматривает раздельный цикл по генерации электроэнергии и выработке пара в паровой турбине. Схема рассчитана на генерацию  
электрической мощности 45 МВт и тепловой мощности 22 МВт. 
Однако, эта схема не решает главного вопроса – удаления из 
сырой генераторной смеси (СГГ)) негорючих компонентов, к главным из которых относится углекислый газ. В МГГУ  

Рис. 1. Схема комплексного предприятия ПГУ-ТЭС (по Е.В. Крейнину) 
 

 
Рис. 2. Схема локального углегазоэлектрического комплекса с секвестрацией 
углекислого газа: 1 - питательный компрессор; 2 - установка комбинированного 
типа; 3 - повышающий трансформатор; 4 – линия электропередач; 5 - холодильная 
установкка; 6 - поташно-абсорбционная установка для поглощения углекислого 
газа; 7 - циклонный пылеуловитель; 8 - скруббер центробежного типа; 9 - дымосос; 10 - экономайзер водяного типа; 11 - котёл-утилизатор; 12 - градирня; 13 - 
компрессор низкого давления; 14 - вакуум-насос для подачи метана на обогащение генераторного газа; 15 - продуктивные скважины по генераторному газу; 16 - 
воздухоподающие скважины; 17 - метановые скважины; 18 - сбоечная вертикально-горизонтальная скважина 

Рис. 3. Принципиальная схема ожижения углекислого газа 
 
 
предложена технологическая схема секвестирования углекислого 
газа из СГГ [2]. На рис. 2 показана схема локального углегазоэлектрического комплекса, включающего процесс секвестрации углекислого газа и на этой основе повышения теплотворной способности очищенного генераторного газа (ОГС).  
Секвестрация углекислого газа может проходить и по способу его 
реакции с водой и последующего ожижения в углекислоту по схеме, 
предложенной Е.В. Крейниным (рис. 3). 
Получая газовое топливо после очистки от углекислого газа, можно добиться увеличения его теплотворной способности до 10-12 
МДж/м3. Такое топливо может быть микшировано с угольным метаном до кондиций, приемлемых в эксплуатации турбогазогенераторов электрического тока. Кроме того, для повышения качества 
газового топлива в комплексе ЛУГЭК можно использовать кислородное или парокислородное дутьё.  
Предложенные решения будут повышать затраты на строительство и эксплуатацию комплекса, но целесообразность его строительства решается  при проектировании.  
Учитывая перспективу повышения на рынке цен на газовое топливо, можно полагать, что предприятия типа ЛУГЭК найдут применение на практике, особенно для разработки брошенных запасов, 
целиков и нерабочих пластов. 
 

Заключение 
В статье представлены результаты изучения опыта использования 
нетрадиционных (в первую очередь – скважинных) технологий разработки угольных месторождений. Показано, что на современном этапе 
существуют реальные методики переработки ископаемого угля в газовое топливо непосредственно на угольном месторождении, что 
обещает хорошие перспективы отказаться от весьма дорогостоящего 
железнодорожного транспорта и значительно удешевить угольную 
продукцию. 
Установлено, что получая газовое топливо, можно гораздо эффективнее следовать жестким экологическим нормам защиты 
окружающей среды, так как проблемы удаления углекислого газа и сернистых окислов уже достаточно надёжно решаются в серийном промышленном производстве. 
 
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
 
1. Васючков Ю.Ф., Воробьёв Б.М. Способ получения электроэнергии 
при бесшахтной углегазификации и/или подземном углесжигании. Патент 
РФ № 2100588, 1996 г. 
2. Васючков М.Ю. Разработка способа получения энергоносителя на 
основе подземного сжигания и газификации угля. М., МГГУ, Автореферат 
канд. Диссертации, 2002 г.  
 
 
Bykova M.Yu.    
DECISIONS TOWARDS HIGHER OPERATING EFFICIENCY  
OF LOCAL COAL–GAS–POWER COMPLEXES 
The article is focused on scientific findings concerned with application of intracycle gasification technologies in local coal–gas–power complexes (LCGPC). Decisions on carbon dioxide gas removal from generator gas mixture allow 3–4 times 
higher caloric power of gas fuel. In order to even more enhanced calorific effect of 
gas fuel, it is recommended to use oxygen-steam blast in the LCGPC technologies. 
Key words: coal, gas fuel, coal gasification, combination cycle utility, carbon 
dioxide gas removal, fuel combustion heat. 
 
 
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ 
  
Быкова Марина Юрьевна – ведущий инженер, кафедра ПРПМ, Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia. 
ud@msmu.ru

Компьютерная верстка и подготовка
оригинал-макета
Дизайн обложки
Зав. производством
Полиграфическое производство

Е.Б. Капралова
Н.Д. Уробушкина
.Н.

Н.А. Голубцов

Л
Файнгор

Подписано в печать
9
Формат 60 90/16.
Бумага офсетная
1. Гарнитура «Times».
Печать трафаретная на цифровом дупликаторе.
Усл. печ. л.
. Тираж
экз.

19.0 .13.
х

0,5
500
Изд.
2739

№

№

Выпущено в авторской редакции

Отпечатано в типографии
издательства «Горная книга»

Горный информационно-аналитический
бюллетень (научно-технический журнал).
Отдельные статьи (специальный выпуск)

Режим выпуска «молния»

МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ
ГАЗОВОГО ТОПЛИВА
В ТЕХНОЛОГИИ ЛУГЭК

М.Ю. Быкова