Подземное сжигание серы (ПСС). Основные понятия и представления

Около 90% производимой в мире серы в настоящее время сжигается до сернистого ангидрида, который используется затем в различных отраслях химического производства. В частности, свыше 70% серы сжигается на сернокислотных заводах. Идея о совмещении процесса добычи серы с процессом ее сжигания давно привлекала внимание исследователей. Первая попытка получения серы при ее подземном горении была предпринята еще в 1910 г. итальянцем Д. Фиори, который предлагал сжигать серу на верхних этажах предварительно подготовленного вертикальными и горизонтальными выработками рудного блока, с тем чтобы в нижних этажах блока собирать стекающую жидкую серу.
Предложения по осуществлению процесса сжигания серы на месте залегания через скважины с получением серы в виде жидкости или пара выдвигались также австрийцем Г. Шмацелем и итальянцем Р. Вердерамо.
Один из первых отечественных обзоров в области подземного сжигания был сделан в 1945 г. Н. А. Афанасьевым (ГИГХС), отметившим перспективность метода. Преимущества метода подземного сжигания серы подчеркивались также И. П. Кириченко.
В последние годы появился ряд новых предложений. Схема Миллера (рис. 15.1) предусматривает односкважинное сжигание серы для ее выплавки с попутным использованием сернистого газа.

В патенте Уайта и Мосса рассматривается вопрос максимальной газификации проницаемых серных пластов с получением сернистого газа как основного продукта метода.
В ГИГХСе О. М. Гридиным, Л. И. Курицыной и др. проводятся исследования геотехнологического варианта метода сжигания серы (ПСС). Схема отработки предусматривает максимальную газификацию серы с последующим использованием сернистого газа для производства серной кислоты (рис. 15.2).

Для этого в серный пласт по определенной сетке бурятся скважины, обсаживаемые до кровли сероносного пласта. В части скважин производится розжиг серного пласта с одновременной подачей воздуха в эти скважины. Газообразные продукты сжигания, содержащие сернистый ангидрид, фильтруются по пласту и выходят на поверхность через соседние добычные скважины, в которых создается некоторое разрежение. Полученный газ направляется на установки осушки и очистки от пыли и вредных примесей, а затем на контактный аппарат, где при температуре 400—600°С в присутствии ванадиевого катализатора происходит окисление SO2 до SO3. Последний направляется в олеумный абсорбер, орошаемый серной кислотой, которая после контакта с серным ангидридом увеличивает свою концентрацию и направляется на склад. Согласно требованиям современного, сернокислотного производства газ для переработки на серную кислоту должен содержать не менее 5% SO2 без предварительного его подогрева и не менее 3,5% SO2 с предварительным подогревом.
В результате проведенных О. М. Гридиным лабораторных и полевых исследований метода ПСС была доказана возможность добычи кондиционного сернистого газа при создании в пласте автотермичного управляемого очага горения. Основные аспекты разрабатываемой технологии ПСС приведены в табл. 15.1.

---