Дисертаційну роботу присвячено обґрунтуванню та розвитку наукових засад підвищення екологічної безпеки при термохімічному переробленні некондиційної вуглецевмісної сировини у контексті цілей сталого розвитку України та змін навколишнього середовища, а також розробленню екологічних способів отримання енергетичних газів та хімічних продуктів з некондиційного вугілля, відходів вуглевидобутку та вуглезбагачення у наземних та підземних умовах.
На основі дослідження цілей сталого розвитку України щодо енергетики, управління ресурсами та змін навколишнього природного середовища показано, що екологічна безпека у галузі енергетики є необхідною умовою для досягнення сталого соціально-економічного розвитку країни загалом.
В роботі на прикладі Червоноградського гірничопромислового району Львівської області досліджено та систематизовано екологічні ризики та вплив на довкілля вугільних техногенних об’єктів. Встановлено, що найбільший негативний вплив на довкілля спричиняють емісія шахтного метану, відвали шахтної породи – терикони та залишки вуглевидобутку і вуглезбагачення.
Наведений огляд відомих способів термохімічного перероблення вуглецевмісної сировини показав, що процес газифікації, який дозволяє переробляти різноманітні некондиційні паливні ресурси у наземних та підземних умовах є найбільш перспективним для підвищення рівня екологічної безпеки та екологічної модернізації вугільної галузі країни.
Розвиток теоретичних засад екологічного термохімічного перероблення некондиційної вуглецевмісної сировини охоплює визначення рівноважного складу та теплофізичних властивостей продуктів газифікації твердої вуглецевмісної сировини термодинамічним методом, моделювання процесу горіння твердого палива в умовах вугільного пласта, визначення термобаричних параметрів зони горіння вуглецевмісного масиву непрямим методом та моделювання процесу сумісного окиснення вугілля і метану.
На підставі розроблених теоретичних засад термохімічного перероблення вуглецевмісної сировини і розрахунку параметрів процесів трансформації індивідуальних хімічних сполук створено лабораторну установку, на якій проведено експериментальні дослідження процесу газифікації високозольного сапропелітового вугілля та карпатських менілітових сланців при використанні різноманітних реагентів і встановлено, що процес газифікації вугілля проходить стабільно у повному обсязі з отриманням цінних хімічних продуктів – смоли та горючого газу, а газифікація сланців нестабільна, проходить у неповному обсязі із затуханням.
Представлено десять розроблених та запатентованих нових способів та пристроїв термохімічного перероблення некондиційної вуглецевмісної сировини для використання в наземних і підземних умовах, які відрізняються енергоефективністю і екологічністю термохімічних процесів та якістю отримуваних продуктів.
Розглянуто і систематизовано фізико-хімічні способи отримання рідкої фази – екстракту з некондиційної вуглецевмісної сировини. Проведено теоретичний аналіз потенційних способів екстракції лігнітів, вугілля різної стадії метаморфізму, карпатських менілітових сланців і вугільних пеків за допомогою органічних та неорганічних розчинників. Показано, що методи екстракції та деполімеризації некондиційної вуглецевмісної сировини можуть бути покладені в основу нових екологічних технологій з подальшим отриманням синтетичного рідкого палива.
Проведений аналіз екологічних ризиків при застосуванні технології підземної газифікації вугілля показав, що, у порівнянні з шахтним методом видобуванні вугілля, ризики забруднення родючого шару ґрунту – мінімальні, поверхневих і підземних вод та атмосферного повітря – незначні.
На основі комплексу гірничо-геологічних і хіміко-технологічних критеріїв вибору вугільних пластів для застосування технології підземної газифікації досліджено вугільні басейни України. Показано, що потенціал покладів вугілля, придатного для підземної газифікації в Україні перевищує 2,5 млрд т.
Проведено техніко-економічну оцінку вартісних показників отримання горючих продуктів методом підземної газифікації вугілля, яка підтвердила економічність її реалізації.
Загалом в роботі обґрунтовано та розвинено наукові засади підвищення екологічної безпеки при термохімічному переробленні некондиційної вуглецевмісної сировини
