Процессы, в которых уголь непосредственно газифицируют водо­родом, отделить от классического процесса газификации угля водя­ным паром нелегко, так как в последнем случае тоже образуется водород, и он может затем реагировать; кроме того, известны про­цессы газификации угля, в которых применяют смесь водяного пара и водорода.

В отношении всех способов, в которых используют водород, прежде всего возникает вопрос об экономичности его производства. В части способов применяют водород из других установок или из других ступеней того же способа.

В способе Hygas (способ IGT) [54—56] уголь первоначально измельчают в молотковой мельнице и частично окисляют воздухом при 427°С, чтобы избежать спекания угольных частичек при его последующей гидрогазификации при ≈ 6,5 МПа. Затем уголь по­дают в работающий под давлением газогенератор в виде суспензии в масле. Масло получают в самом процессе, и оно находится в цир­куляции. В газогенераторе уголь проходит сверху вниз (противо­током к газам) две зоны с разными температурами. В верхней зоне (зона свободного падения) при 480—700°С в метан гидрируются в первую очередь летучие компоненты угля, а в нижней зоне (по­движный слой) при »925°С уголь взаимодействует с водяным па­ром, превращаясь, как обычно, в оксид углерода и водород. Всего в этом газогенераторе газифицируется более 50% угля, причем здесь образуется 85% метана, содержащегося в конечном газе. Неиспользованный уголь применяют для получения необходимого водорода в отдельном реакторе, а остаток угля передают на элек­тростанцию для производства электроэнергии и водяного пара. Газ, выходящий из двухступенчатого газогенератора, содержит 38% (об.) СН₄, 16% (об.) Н₂, 14% (об.) СО, 4% (об.) СО₂ и 27% во­дяного пара. Его подвергают трехступенчатой очистке:

1)        промывка горячим раствором карбоната калия для удаления диоксида углерода и части серы;

2)        обессеривание над оксидом железа;

3)        очистка активированным углем.

Оксид углерода, остающийся в обессеренном газе, метанируют в ряде адиабатических реакторов со стационарным слоем ката­лизатора, работающих с холодной циркуляцией газа. Очищенный газ содержит до 92% (об.) СН₄, до 5% (об.) Н₂, 1 % (об.) СО₂ и только 0,07% (об.) СО; его теплота сгорания ≈ 35400 кДж/м³. Спо­соб Hygas разрабатывается с 1946 г. [56]. Опытная установка на 3 т угля в час работает с 1974 г. в Чикаго и производит 42 тыс. м³ ме­тана в сутки.

В способе Hydrane уголь превращают в газ, обогащенный ме­таном, в две ступени. В первой ступени уголь быстро нагревают и одновременно подвергают гидрогенизации при ≈  14 МПа; он про­ходит температурную область пластического состояния в условиях «разбавленной фазы», причем к водороду подмешивают часть метана, образовавшегося во второй ступени. Таким образом избегают той температурной области, в которой многие угли не могут быть переведены в псевдоожиженное состояние. Образующийся газ со­стоит из метана уже на 75% и более. Во второй ступени уголь, те­перь не содержащий летучих, попадает во второй реактор, где гидрируется водородом до метана (водород производят из кокса, водяного пара и кислорода на отдельной установке). Две ступени отдельно опробованы на опытной установке в Брустоне (США). Опытная установка для демонстрации совместной работы введена в производство в 1975 г.

В настоящее время в США разрабатываются многие способы, примыкающие к немецким работам по ожижению угля, проводи­мым перед II мировой войной. К ним принадлежит, например, про цесс фирмы Stone a. Webster Engineering, когда уголь суспенди­руется в жидкой среде, а также частично растворяется. Затем сле­дует двухступенчатая гидрогенизация, причем уголь достаточно глубоко «растворяется» и одновременно образуется газ SNG без специальной ступени метанирования. Процесс пока испытан толь­ко на установке небольшого масштаба. Совместно с фирмой Ge­neral Atomic предусматривается осуществить экономически эффективный процесс производства водорода с использованием атомной энергии.

Такие процессы, как процесс Н-Coal (фирма Hydrocarbon Re­search) — модификация процесса Н-Oil, имеющие сходство с жидкофазной гидрогенизацией по методу Бергиуса —Пира и протекаю­щие на кобальт-молибденовых катализаторах, предназначаются для производства жидких углеводородов, а метан является только побочным продуктом.

Исследования непосредственной гидрогенизации угля проводят­ся также в ФРГ: с каменным углем (Bergbau — Forschung) и с бу­рым (Rheinische Braunkohlewerke).

Другие работы охватывают изучение немецких каменных и бу­рых углей в начальной стадии гидрогенизации [57, 58].

На опытной установке [59] бурый уголь подвергают гидрогази­фикации в псевдоожиженном слое; производительность установки 100 кг угля в час. Трубчатый реактор имеет внутренний диаметр 200 мм. При ≈ 8 МПа, 800°С и скорости газа 3—10 см/с высота однородного псевдоожиженного слоя составляет 4 м. Предусмо­трено использование тепла, получаемого в атомном реакторе, при производстве газа SNG [60, с. 50].