Вуглехімія. Чи варто спалювати вугілля?
Вуглехімія вивчає походження, склад, будова, властивості твердих горючих копалин, а також методи їх переробки. Вуглехімія - теоретична основа коксохімії, процесів переробки торфу і сланців, газифікації та гідрогенізації вугілля.
Найпростіша вуглехімія - це С + О2 = СО2 + тепло.
Цим шляхом ми успішно рухаємося з часів англійських камінів і пароплавів. Але перед вами ілюстрація фрази Д.І. Менделєєва: «Спалювати нафту і вугілля - те ж, що топити піч асигнаціями». Отже, ланцюжка:
вугілля - Світильний газ, аміак (азотні добрива), кокс (сталь), кам'яновугільна смола;
кам'яновугільна смола - Толуол, тротил (вибух), нафталін (та хутра цілі), трінітронафталін (вибух), барвники, бензол, фенол;
бензол - Анілін, барвники;
фенол - Пластмаси, фенацетин (ліки), саліцилові препарати (аспірин), барвники, пікринової кислота (вибух).
Багато! Але ми і так багатенько, тому й спалюємо. Частка вугілля в енергобалансі Росії в 2005 році склала близько 18% (середньосвітовий показник - 39%). Так мало не тому, що Химич, а просто замістили нафтогазовим паливом. Хрін редьки не солодший.
А ось аспект безпеки. Багато грішать на атомні електростанції (АЕС). Небезпечно! Чорнобиль! Фукусіма! Але більше 60% вугільних шахт Росії вибухонебезпечні (газ і вугільний пил), майже в 50% можливе самозаймання вугілля. Так що аварії на шахтах неминучі, на відміну від АЕС, де їх можна уникнути. Рівень професійних захворювань шахтарів в 9 разів перевищує середні показники по промисловості Росії. Я не кажу про гори золо-шлакових відходів і викидах парникових газів - ці теми вже всю лисину проїли.
Проте з сучасного теплового балансу вугілля не викинеш, а отже, є поточні наукові завдання:
Теоретичне моделювання та експериментальне дослідження будови і структури вугілля і встановлення їх взаємозв'язку з його реакційною здатністю.
Дослідження молекулярної будови та надмолекулярної структури вугілля-встановлення взаємозв'язку складу і структури вугілля з його реакційною здатністю.
Розробка наукових основ технологій одержання з вугілля, продуктів його переробки та іншого вуглецьвмісного сировини нових вуглецевих матеріалів і адсорбентів.
Хімічна модифікація вуглецевих адсорбентів з метою надання їм заданих властивостей.
Один із шляхів підвищення безпеки вугільної промисловості - це підземна газифікація вугілля (ПГУ) - процес перетворення вугілля в горючі гази за допомогою вільного або зв'язаного кисню безпосередньо в надрах землі. При цьому вугілля в пласті, під землею, перетворюється на горючий газ. Ідея все того ж Д.І. Менделєєва. Починаючи з середини 1970-х років інтерес до ПГУ впав, так як економічна ефективність підземної газифікації вугілля виявилася неконкурентноспособна в порівнянні з розробкою природного газу. Обсяг виробленого в СРСР газу від ПГУ в 1980 році склав близько 1,5 млрд. М3. Видобуток природного газу в тому ж році склала 435 млрд. М3 (ПГУ - 0,35%).
На початку XXI століття інтерес до ПГУ виріс в США, Індії та Китаї, де в даний час ведуться експериментальні та промислові роботи.
Працює Інститут вугілля і вуглехімії СО РАН (Кемерово). Є журнал «Кокс і хімія». Можна почитати: Русьянова Н.Д. Вуглехімія. М .: Наука, 2003.
