Vor- und Nachteile der Kohlevergasung

Als die Gesellschaft anfing, Kohle als Brennstoffquelle zu nutzen, brachte dies neben Problemen in Bezug auf Umweltauswirkungen und Sicherheitsbedenken Effizienzvorteile für Industrie und Fertigung. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie wurden diese Methoden verfeinert, um Sicherheitsbedenken auszuräumen. Betrachtet man den Kohlevergasungsprozess als eine Geschichte, die sowohl positive als auch negative Seiten hat, kann dies die wahre Natur des Geschehens zeigen.

Obwohl Wissenschaftler seit 1780 den Prozess der Gasabgabe bei der Verbrennung von Kohle untersucht hatten, dauerte es bis Anfang des 20. Jahrhunderts, als die Prozesse für den branchenübergreifenden Einsatz in Städten kommerzialisiert wurden weltweit.

Die Umwandlung von Kohle in Gas im Kohlevergasungsprozess geht auf das England des 19. Jahrhunderts zurück. Während dieser Jahrzehnte verwendeten Kohlebergleute Verfahren, bei denen Kohle in Gegenwart von Sauerstoff und Dampf bei hohen Temperaturen zerkleinert wurde, um Gas zu erzeugen.

In den 1860er Jahren waren die Vereinigten Staaten dank des groß angelegten Kohlebergbaus zu einem Industriegiganten aufgestiegen Prozesse in den Appalachen, den Prärien des Mittleren Westens und sogar den Kaskaden und Rockies.

Die Nation war der größte Kohleproduzent der Welt, aber die Geschichte erinnert sich auch an eine dunklere Seite der Geschichte. Dampfschaufeln, Traktoren und Ausrüstung für den Kohlebergbau erodierten den Boden, während Eisenbahnen, Industrieanlagen und Wohnhäuser Städte im ganzen Land verschmutzten.

Ärmere Gemeinden verließen sich auf billigere, schmutzigere Kohle, die sie direkt nutzten, während sie die Elite der Reichen waren Familien würden von den Vorteilen von Gas und Strom profitieren, was die Kluft zwischen Armen und Reich. Die Arbeiterklasse überschwemmte Fabriken mit ungelernten Arbeitern unter gefährlichen Arbeitsbedingungen, was zu 20. Jahrhundert starben jedes Jahr Zehntausende Menschen auf Eisenbahnen, in Fabriken und in Kohlebergwerken sich.

Die Industrie, die von einer so effektiven Nutzung der Energie der Erde profitiert hatte, zeigte neben den Vorteilen der Kohleindustrie diese unangenehmen Nachteile. Als Wissenschaftler und Ingenieure Methoden zur Gewinnung von Kohlegas für Industrie und Wirtschaft entwickelten Dies würde später zu effektiveren Techniken wie Öl und synthetischem Erdgas führen Produktion.

Da die Menschen die Vorteile und Vorteile der Kohlevergasung erkannten, entwickelten sie diese Innovationen, um ihren Bedürfnissen gerecht zu werden. Dies geschah in Form größerer Anlagen und der Entdeckung weiterer Kohlevorkommen in der Erde. Das Hochskalieren, um dorthin zu gelangen, wo die Kohlevergasung heute ist, war jedoch nicht so einfach.

Die Nachteile und Vorteile der Kohlevergasung führten zu Reaktionen besorgter Bürger und Regierungen durch Arbeiteraktivismus wie Streiks und Gewerkschaftsbildung. Neue Vorschriften und Institutionen, wie etwa der Wunsch des US-Präsidenten Theodore Roosevelt, die staatliche Aufsicht über Wirtschaftsunternehmen zu verstärken, verbreiteten sich Anfang des 20. Jahrhunderts im ganzen Land. Die Arbeitgeber hielten sich gegen die Forderungen des Mittelstands nach besseren Arbeitsbedingungen bei gleichzeitig vernünftigeren Arbeitszeiten und Löhnen. Die Industrialisierung brachte progressive Reformen durch diese Herausforderungen der Arbeit.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts machten sich weitere Fortschritte in den Vereinigten Staaten und im Vereinigten Königreich bemerkbar. Die Umwandlung von Kohle in Gas unter Verwendung von Gas-Feststoff-Reaktionen beinhaltete hauptsächlich die Reaktion des Kohlenstoffs in Kohle mit Dampf bei Drücken von weniger als 10 MPa und Temperaturen über 750 °C.

Der Kohlevergasungsprozess würde Wasserstoff, Ammoniak, Methanol und Kohlenwasserstoffe erzeugen und sie wurden auch mit Dampf zur Herstellung von synthetischem Erdgas (SNG) verwendet. Diese Reaktionen würden synthetische Gase erzeugen, die im Allgemeinen aus Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoffgas (H .) bestehen₂).

In den 1930er Jahren setzte sich auch die unterirdische Kohlevergasung (UCG) durch. Insbesondere UCG verwendete ein Verfahren, bei dem Vergasungsmittel wie Luft, Sauerstoff und Wasser in die Kohle selbst zirkuliert werden. Dieser Prozess wandelt Kohle aus der Kohle selbst in nützliche Gase um, ohne dass das Material abgebaut werden muss.

Um diese endothermen Reaktionen zu starten, wäre eine Wärmezufuhr erforderlich, indem eine Wärmequelle aus einem anderen Prozess verwendet oder ein Teil der Kohle selbst verbrannt wird. Die von den Gasen abgegebene Wärme könnte Motoren antreiben oder zur Herstellung chemischer Produkte verwendet werden, die teilweise transportiert werden von den Minen auf die Erdoberfläche mit weniger Startkapital, geringeren Betriebskosten und weniger Bauarbeiten Zeit.

Die praktische Anwendung von UCG war und wird jedoch weiterhin durch das Fehlen quantitativer Kenntnisse des chemischen Prozesses selbst eingeschränkt. Dennoch nutzten die Ingenieure die Hohlraumgröße, die zur Aufnahme der Kohle verwendet wurde, um die Wärmeenergie zu maximieren durch das Verständnis der Permeabilität des Kavitätenmaterials freigesetzt, ohne dass die Kavität zerfällt selbst.

Fortschritte bei der Kohlevergasung im Laufe der Geschichte würden sicherstellen, dass die Vorteile der Kohle die Nachteile überwiegen, da sie anwendungsübergreifend verwendet wird. Die Reformen durch politische, soziale und andere Bereiche würden die Hersteller dazu bringen, die menschliche Arbeit zu berücksichtigen als Kapitalressource in der Wirtschaft, um neben Fortschritten in Wissenschaft und Technologie Kosten für Menschenleben zu vermeiden.

Die Fortschritte würden mit Konflikten wie dem Ludlow-Massaker von 1914 im Süden Colorados einhergehen, bei dem die Colorado National Guard 18 Männer, Frauen und Kinder tötete, während die Bergarbeiter streikten.

In den 1930er Jahren begannen sich Feldversuche für die beste Verwendung von Kohle zur Dampferzeugung auf der ganzen Welt auszubreiten. Die UdSSR hatte in den 1930er Jahren Pionierarbeit bei Technologien geleistet, die sich in den kommenden Jahrzehnten bald auf Großbritannien, Spanien, China, Belgien und die USA ausbreiteten. Die von den Forschern durchgeführten Machbarkeitsstudien zielten darauf ab, Kohle zu nutzen, um die Effizienz und Effektivität zu verbessern.

Als Reaktion auf die Erdgasknappheit in den 1970er und 1980er Jahren experimentierten die Forscher mit der Verwendung anderer Gase wie z B. Luft oder Kohlendioxid, und dies würde neben hohen Temperaturen mit Katalysator zum Einsatz von Wasserstoffgas führen.

Kohlevergasungsmethoden versuchten auch, Verunreinigungen wie Schwefel und Quecksilber aus Kohle zu entfernen, um sie zu einer effizienteren Energiequelle zu machen. Diese Methoden der effizienteren Energienutzung führen dazu, dass die Asche aus der Kohlevergasung zu einem Betonzuschlagstoff recycelt wird, anstatt sie auf eine Deponie zu schicken.

Kombinierte Zyklen nutzten den aus der Kohlevergasung erzeugten Dampf, um einen zweiten Generator anzutreiben und mit 45-50% Wirkungsgrad zu arbeiten, eine Rate von 10-15% höher als bei herkömmlichen Produktionsanlagen. Der kombinierte Kreislauf würde den Kohlendioxidausstoß verringern und zu noch wirtschaftlicheren Entwicklungen wie der Abtrennung von Kohlendioxid aus den anderen produzierten Gasen führen.

Innovationen im Prozess der Kohlevergasung haben versucht, bei jedem Schritt Verbesserungen zu erzielen. Die Bestimmung der geeigneten Temperatur, bei der ein Vergaser betrieben werden sollte, würde Forscher dazu veranlassen, die Außenhülle von Vergaserkammern mit Infrarotkameras zu überwachen.

Sie könnten dann die Temperatur mithilfe einer kontinuierlichen Temperaturdatenquelle zusammen mit anderen Faktoren wie der Form von Vergasern und den verwendeten Materialien analysieren. Die Technik des Herstellers Pepperl+Fuchs nutzt derzeit Systeme von bis zu 13 Kameras in jedem Vergaser, um dies aufzuzeichnen.

Diese Fortschritte zeigen, wie die Gesellschaft im Laufe der Geschichte das Gute und das Schlechte an Kohle abwägen kann.