Technologie v provozech SU

Za sušárnou, která byla tématem minulého dílu našeho seriálu, se cesta hnědého uhlí dobývaného v lomech Sokolovské uhelné dělí na dvě části. Obě vedou do energetických provozů, ale značně se od sebe liší.

Na počátku jedné z nich stojí generátorovna. Tedy technologie pomocí které se z uhlí vyrábí takzvaný surový generátorový plyn. Vedlejším efektem pak je soubor několika chemických produkt. Ty se z části dále zpracovávají přímo v provozech Sokolovské uhelné ve Vřesové, nebo míří k externím odběratelům.

Na počátku výrobního procesu je hnědé uhlí, které po rozdrcení a třídění na potřebnou frakci a usušení, míří trubkovými pasovými dopravníky do zásobníků generátorovny. Ta je rozdělena na dvě samostatně funkční části, přičemž každou tvoří 13 generátorů, a stejný počet zásobníků, každý o kapacitě zhruba 40 tun uhlí. Z nich se samospádem doplňuje vsázka do generátorů přes takzvanou uhelnou vpusť.

„Ta je vlastně obdobou přechodové komory, jakou znají lidé z filmů o ponorkách. Tedy válec s uzávěry na obou stranách, který umožňuje doplnit uhlí do generátoru pod tlakem 2,6 až 2,8 MPa," popisuje počátek výrobního procesu Jiří Ziegler, vedoucí sekce Generátorovna.

Samotný generátor pak tvoří dvouplášťová ocelová válcová nádoba o výšce devět metrů a průměru tří metrů. Jeho vnější plášť tvoří ocel o tloušťce 42 milimetrů, vnitřní pak o polovičním průřezu, zatímco prostor mezi nimi vyplňuje voda. Ta slouží jednak k ochlazování generátoru, a zároveň k zamezení vodíkové difuze, která by měla za následek zkřehnutí a destrukci vnitřního pláště.

Vnitřní šachta generátoru má průměr 2,8 metru a uhlí se zde pod tlakem kolem 26 - 30 bar zplyňuje na sesuvném loži. Tento proces je iniciován probíhá pomocí klasické oxidace, kdy je do prostoru pod otáčivý rošt vháněna směšovacím ústrojím směs přehřáté vodní páry a kyslíku, takzvaný bohatý vítr. Ten podporuje hoření, zatímco pára se při teplotě v rozmezí od 1350 do 1450 °C dále štěpí na kyslík a vodík.

„Udržení této teploty je důležité, protože musíme zůstat těsně pod prahem teploty tavení popela, abychom generátor nezaškvárovali," říká Ziegler s tím, že přesná hodnota teploty při které proces probíhá se odvíjí od složení popela ve vsázce. Přísun uhlí probíhá kontinuálně, protože generátor musí být po celou dobu výroby kompletně naplněn. V opačném případě by nedošlo ke kompletnímu zreagování kyslíku, a jeho případné nahromadění v kupoli generátoru by mohlo ohrozit bezpečnost celého výrobního procesu.

Tím, že na rozdíl od spalování v klasických kamnech, probíhá oxidace v generátoru za vysokého tlaku i teploty s příměsí páry, odehraje se uvnitř poměrně složitý chemický proces na jehož konci se větší část uhlí přemění na plyn. Ten má teplotu zhruba 450 stupňů Celsia. Je složen převážně z metanu, vodíku a oxidu uhelnatého, a spolu s nimi obsahuje také celou řadu organických příměsí.

Z generátoru proto plyn jde nejprve do předchladiče, kam je vstřikována recyklovaná surová fenolová voda. Díky tomu se teplota plynu sníží na polovinu a plyn, stále ještě plný různých organických látek, míří do prvního stupně z střístupňové soustavy chladičů.

„Jak se postupně snižuje jeho teplota, začínají se od něj kondenzací oddělovat různé příměsi. Nejprve lehké a postupně se zvyšující se teplotou těžší uhlovodíky z karbonizačního pásma, což je v podstatě surový lehký topný olej, a na konci alifatické nebo aromatické uhlovodíky," popisuje proces vedoucí sekce generátorovna.

Postupně se tak teplota plynu sníží v několika stupních chlazení na 25 - 30 °C. Po oddělení hlavních příměsí je výsledkem surový generátorový plyn, složený především z vodíku, metanu, oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého, sirovodíku a nepatrné příměsi kyslíku. Ten pak míří na technologii Rectisol, kde se dále čistí než může sloužit k výrobě elektrické energie. Zbývající oddělené látky se odvádí na sekci Fenolka, kde se také čistí a výsledné karbochemické produkty se buď dál zpracovávají přímo na Vřesové nebo míří k externím odběratelům. Oběma těmito sekcemi se budou podrobně zabývat některé další části našeho seriálu.

Pokud jde o samotnou generátorovnu, základ její technologie, tedy generátory typu Škoda, pochází z 60. let minulého století, kdy vznikla převážná část dnešní zpracovatelské části ve Vřesové. Od té doby ale prošla řadou změn. Navenek nejviditelnější bylo v roce 2004 vybudování nového zauhlovacího mostu. Ten ke generátorům přivádí uhlí ze sousední sušárny a tyčí se do výše třiceti metrů. K nejzásadnějším změnám ale došlo uvnitř Generátorovny.

„Už počátkem 90. let byla generátorovna osazena novým systémem sběru dat. Tento systém sloužil pouze ke zobrazení technologických parametrů, řízení bylo nadále ruční, pomocí zásahů obsluhy," popisuje vývoj Ziegler.
Před dvěma lety pak byla etapa B generátorovny osazena špičkovým řídícím systémem, který dokáže zpracovat kontinuelně měřené hodnoty obsahu oxidu uhličitého a kyslíku na výstupu z generátoru a upravit zplyňovací poměr v bohatém větru tak, aby byl minimalizován obsah balastního oxidu uhličitého ve vyrobeném plynu a rovněž tak umí přizpůsobit výkon generátorů tlaku v navazujícím odběrném potrubí.

"Navíc se tak výrazně zvýšila bezpečnost výroby. Celý systém je totiž zdvojený a navíc má nadstavbu v podobě samostatného bezpečnostního systému, který v případě potřeby umí nejen zasáhnout do výroby, ale v případě nutnosti ji i zcela odstavit," shrnuje Ziegler.

Mezi skutečné technické rarity generátorovny patří ale i zdánlivě nenápadná technologie pro kontinuální měření parametrů generátorového plynu. Jeho analýza je totiž kvůli velkému znečištění různými látkami dost složitá, plyn je nutné nejprve odebrat, předčistit a teprve poté ho lze analyzovat. Takže bylo odběry možné provádět jen několikrát denně. Unikátní vertikální chladič zavedený do výstupu surového plynu z předchladiče generátoru, navržený jedním ze zaměstnanců Sokolovské uhelné Jaroslavem Srbou, se však umí během kondenzace sám promývat a tak umožňuje sledovat parametry vyráběného plynu průběžně.

„A díky tomu dnes můžeme kontinuálně měnit zplyňovací poměr a regulace zplyňovacího poměru probíhá automaticky, aby byla optimální jak výroba, tak tlak v síti na Rectisol," dodává vedoucí sekce. Ta v současné době pracuje na čtyřsměnný provoz a její chod zajišťuje 147 pracovníků. Z toho deset je v technických profesích, zbytek v dělnických funkcích, převážně s kvalifikací chemického nebo strojního zaměření.

Galerie k textu bude připojena v průběhu nadcházejícího týdne.