В России газификация твердых топлив получила большое развитие в годы довоенных пятилеток, когда решались задачи газоснабжения промышленности и максимального использования местных видов топлива. В этот период над проблемой работали многие научно-исследовательские, проектные и монтажные организации, было налажено производство газогенераторов. Была освоена газификация подмосковных, челябинских и богословских бурых углей, антрацитов, западносибирских каменных углей, торфа, горючих сланцев и других видов твердого топлива. Много способствовали этому работы В. Е. Грум-Гржимайло [1], Д. Б. Гинзбурга [2], Н. Н. Доброхотова [3], В. П. Федорова, И. И. Рябцева [4], Н. В. Шишакова [5].
На построенных газогенераторных станциях путем газификации топлив на паро-воздушном дутье в основном получали отопительные газы для плавильных и нагревательных печей разных отраслей промышленности. Наряду с этим для химического использования (преимущественно для синтеза аммиака и метанола) на крупнейших химических комбинатах Советского Союза из кокса и антрацита в больших количествах получали водяной газ и водород.
В послевоенный период, кроме увеличения числа газогенераторных станций для местного газоснабжения промышленных предприятий, в СССР были построены крупные заводы по производству газов, имеющих высокую теплоту сгорания и пригодных для дальнего транспортирования и городского газоснабжения. Эти заводы, как и установки с псевдоожиженным слоем при атмосферном давлении для получения синтез-газа, были сооружены по советским проектам с использованием отечественного оборудования.
Была полностью освоена технология получения газа, имеющего высокую теплоту сгорания, путем газификации подмосковных углей на паро-кислородном дутье при ≈ 2 МПа. Процесс включал 5 основных операций: подготовку топлива; получение газа, его охлаждение и очистку от пыли и смолы; очистку газа от сероводорода и диоксида углерода моноэтаноламином и осушку диэтиленгликолем; получение серной кислоты из кислотных газов путем совместной конденсации триоксида серы и водяных паров; очистку сточных вод бутилацетатом с последующей биологической доочисткой. Хорошие эксплуатационные показатели были достигнуты в газогенераторах с псевдоожиженным слоем * при газификации мелкозернистых (до 10 мм) ангренских бурых углей и получении газа, используемого для синтеза аммиака.
Большим достижением советской науки и техники явилось практическое осуществление (впервые в мире) подземной газификации на основе бесшахтного выгазовывания угольных пластов. Продолжительное время стабильно работают промышленные станции подземной газификации углей (Подмосковная, Ангренская, Южно-Абинская). Нельзя не отметить серьезные успехи в освоении газогенераторов на твердом топливе, достигнутые в транспортной энергетике, что имело большое значение во время Великой Отечественной войны в условиях недостатка жидкого топлива и необходимости использовать местные виды твердого топлива. Были созданы и успешно эксплуатировались газогенераторные тракторы, автомобили и электростанции небольшой мощности.
К 1958 г. на газогенераторных станциях Советского Союза вырабатывали в год примерно 35 млрд. м3 отопительных и технологических газов из разных видов твердого топлива. В эксплуатации находилось свыше 350 газогенераторных станций, на которых было установлено до 2500 газогенераторов различных размеров и конструкций. Примерно после 1960 г., в связи с бурным развитием добычи природных газов, роль производства синтетических газов из твердых топлив по экономическим соображениям была сведена к минимуму. По мере сооружения магистральных газопроводов и подключения к ним промышленных предприятий, производство газа из углей прекращали, а существовавшие газогенераторные станции демонтировали. Проектирование и изготовление новых газогенераторов было полностью прекращено.
В настоящее время в Советском Союзе на промышленных предприятиях остались в эксплуатации лишь единичные газогенераторные установки, а заводы по выработке трубопроводного газа реконструированы в предприятия другого профиля. Продолжают работать существующие станции подземной газификации углей, однако и в этом направлении новое строительство также прекращено.
Снижение масштабов производства синтетических газообразных топлив из твердого топлива и замена их природными газами явились закономерным следствием экономических преимуществ добычи и использования природных газов в те годы по сравнению с газами из твердых топлив. Однако значение газификации твердых топлив как прогрессивного направления топливоиспользования вновь возрастает в настоящее время, когда на очередь встали задачи расширения областей применения твердого топлива.
Особый интерес в связи с этим представляет получение синтез-газа, водорода и газов-восстановителей, так как их производство из природного газа или нефти требует больших затрат, сопоставимых с затратами на газификацию твердых топлив, где эти газы получаются при основном процессе газообразования.
Немаловажное значение имеет газификация как метод получения чистого топлива из сернистых, многозольных и влажных твердых топлив. Поэтому интересно рассмотреть основные результаты многих научно-исследовательских и опытно-промышленных работ, проведенных в нашей стране в довоенный, военный и послевоенный периоды. Эти работы развивались по нескольким направлениям, способствуя техническому прогрессу в области производства синтетического газообразного топлива.
----------
* Разработаны Государственным институтом азотной промышленности (ГИАП).