Садржај
- Историја гасификације угља
- Недостаци и предности угља
- Наука гасификације угља
- Напредак у гасификацији угља
- Савремени позитиви и негативи угља
Када је друштво почело прихватати угљен као извор горива, то је донело предности ефикасности индустрији и производњи заједно са проблемима утицаја на животну средину и бригом о безбедности. Како су наука и технологија напредовале, ове методе су усавршаване како би се решавале бриге о безбедности.Гледање процеса гасификације угља као приче која има и позитивне и негативне последице може показати праву природу како се то догодило.
Историја гасификације угља
Иако су научници проучавали процес испуштања гаса из изгарања угља од 1780. године, требало би да прође до раних 1900-их, када ће се процеси комерцијализовати за употребу у индустријама у градовима широм света.
Претварање угља у гас током процеса гасификације угља потиче из Енглеске из 19. века. Током ових деценија, рудари угља су користили процесе који су уситнили угљен у присуству кисеоника и паре при високим температурама за производњу гаса.
До 1860-их, Сједињене Државе су се уздизале као индустријски гигант захваљујући обимним процесима вађења угља широм Аппалахијских планина, средњозападних прерија, па чак и каскада и стена.
Недостаци и предности угља
Народ је остао највећи произвођач угља на свету, али историја такође памти тамнију страну приче. Парне лопате, трактори и опрема која се користи у експлоатацији угља еродирали су тло док су железнице, индустријска постројења и куће загађивали градове широм земље.
Сиромашније заједнице ослањале су се на јефтинији и прљавији угаљ који су директно користили, док ће елитна класа имућних породица профитирати од користи гаса и струје, повећавајући разлике између сиромашних и богатих. Радничка класа је преплавила фабрике неквалификованим радницима у опасним радним условима што је резултирало да је до 20. века десетине хиљада људи сваке године умирало на железницама, у фабрикама и у самим рудницима угља.
Индустријски сектор који је профитирао на тако ефикасан начин искориштавања енергије земље показао је ове мучне недостатке, заједно са предностима индустрије угља. Када би научници и инжењери смислили методе за производњу угљеног гаса за индустријске и економске сврхе, то ће касније прећи на ефикасније технике као што су производња нафте и синтетичког природног гаса.
Како су људи разумели предности и предности гасификације угља, те су иновације створили да одговарају њиховим потребама. Ово је добило облик већих биљака и открића више резервоара угља у земљи. Скалирање да би се дошло до места где данас гасификација угља није била тако једноставна.
Недостаци и предности гасификације угља изазвали су реакције забринутих грађана и влада кроз радни активизам, попут штрајкова и удруживања. Нови прописи и институције, попут тога како је амерички председник Тхеодоре Роосевелт желео повећање владиног надзора над пословним предузећима, раширен широм земље почетком 1900-их. Послодавци су своје стајалиште против захтјева радника средње класе за бољим радним условима, уз разумније радно вријеме и плате. Индустријализација је довела до прогресивне реформе кроз ове изазове радне снаге.
Наука гасификације угља
Почетком 20. века напредак је примећен у Сједињеним Државама и Великој Британији. Претварање угља у гас коришћењем чврстих гасних реакција примарно је садржавало реакцију угљеника у угљу са паром под притисцима мањим од 10 МПа и температурама изнад 750 ° Ц.
Процесом гасификације угља произвели би водоник, амонијак, метанол и угљоводоници, а они су такође коришћени са паром за стварање синтетичког природног гаса (СНГ). Ове реакције би произвеле синтетичке гасове који се углавном састоје од угљен-моноксида (ЦО) и гасова водоника (Х)2).
До 1930-их подземна гасификација угља такође је настала. УЦГ је нарочито користио методу за циркулацију средстава за гасификацију попут ваздуха, кисеоника и воде у сам угаљ. Овим процесом се угљен претвара у корисне гасове из самог угља без потребе за ископавањем материјала.
Било би потребно унос топлоте да би се ове ендотермичке реакције покренуле коришћењем извора топлоте из другог процеса или сагоревањем дела самог угља. Топлина коју гасови дају, могли би да покрећу моторе или би се користили за стварање хемијских производа, од којих би се неки транспортовали на површину Земље из рудника уз мање потребног почетног капитала, ниже трошкове рада и мање времена за изградњу.
Међутим, практична примена УЦГ била је и даље ограничена недостатком квантитативног знања о самом хемијском процесу. Ипак, инжењери су искористили величину шупљине која се користи да би задржали угљен како би се максимизирала топлотна енергија ослобођена разумевањем пропустљивости материјала шупљине, а да се шупљина не распадне.
Напредак у гасификацији угља
Напредак гасификације угља током историје осигурао би да позитивни резултати надмашују негативности угља јер би се користио у свим апликацијама. Реформе кроз политичке, социјалне и друге области довеле би до тога да произвођачи узимају у обзир људски рад као капитални ресурс у економији како би спречили трошкове за људски живот упоредо са напретком науке и технологије.
Напредак ће доћи до сукоба као што је масакр у Лудлову из 1914. године у јужној Колорадо, у којем је Национална гарда Колорада убила 18 мушкараца, жена и деце, док су рудари штрајковали.
До 1930-их теренска испитивања за најбоље начине коришћења угља за производњу паре почела су се ширити широм планете. СССР је пионирске технологије покренуо до тридесетих година прошлог века, а они су се у наредним деценијама брзо проширили на Велику Британију, Шпанију, Кину, Белгију и САД. Студије изводљивости које су истраживачи спровели желели су да искористе угљен како би побољшали ефикасност и ефективност.
Као одговор на несташицу природног гаса до 1970-их и 1980-их, истраживачи су експериментирали са коришћењем других гасова као што су ваздух или угљен-диоксид, а то би довело до употребе гаса водоника, поред високих температура са катализатором.
Методе гасификације угља такође су тежиле да се уклоне нечистоће попут сумпора и живе из угља како би био ефикаснији извор енергије. Ове методе ефикасније употребе енергије доводе до рециклирања пепела из гасификације угља у бетонски агрегат, а не до одлагања на депонију.
Комбиновани циклуси користе паре која настају гасификацијом угља како би напајали други генератор и радили са ефикасношћу од 45-50%, са стопом 10-15% вишом од традиционалних производних постројења. Комбиновани циклус би смањио емисију угљен-диоксида и довео до још економичнијег развоја, попут одвајања угљен-диоксида од осталих произведених гасова.
Савремени позитиви и негативи угља
Иновације у процесу гасификације угља настојиле су да побољшају сваки корак. Одређивање одговарајуће температуре на којој би требало да делује гасификатор навело би истраживаче да надгледају спољни омотач комора гасификатора помоћу инфрацрвених камера.
Они би тада могли да анализирају температуру користећи континуирани извор података о температури заједно са другим факторима, као што су облик гасифиатора и коришћени материјали. Технологија произвођача Пепперл + Фуцхс тренутно користи системе до 13 камера у сваком гасификатору за снимање тога.
Ови помаци показују како друштво може вагати добре и лоше ствари око угља током историје.