Cuando la sociedad comenzó a adoptar el carbón como fuente de combustible, trajo beneficios de eficiencia a la industria y la manufactura junto con problemas en los efectos ambientales y preocupaciones de seguridad. A medida que avanzaban la ciencia y la tecnología, estos métodos se perfeccionaron para abordar los problemas de seguridad. Mirar el proceso de gasificación del carbón como una historia que tiene tanto aspectos positivos como negativos puede mostrar la verdadera naturaleza de cómo sucedió.
Historia de la gasificación del carbón
Aunque los científicos habían estudiado el proceso de emisión de gas a partir de la quema de carbón desde 1780, tomaría hasta principios de la década de 1900, cuando los procesos se comercializarían para su uso en todas las industrias en las ciudades Mundial.
La conversión del carbón en gas en el proceso de gasificación del carbón se remonta a la Inglaterra del siglo XIX. Durante estas décadas, los mineros del carbón utilizaron procesos que trituraban el carbón en presencia de oxígeno y vapor a altas temperaturas para producir gas.
En la década de 1860, Estados Unidos se había convertido en un gigante industrial gracias a la minería de carbón a gran escala. procesos a través de las Montañas Apalaches, las praderas del Medio Oeste e incluso las Cascadas y Montañas Rocosas.
Desventajas y ventajas del carbón
La nación se erigió como el mayor productor de carbón del mundo, pero la historia también recuerda un lado más oscuro de la historia. Las palas de vapor, los tractores y los equipos utilizados en la minería del carbón erosionaron el suelo, mientras que los ferrocarriles, las plantas industriales y los hogares contaminaron ciudades de todo el país.
Las comunidades más pobres dependían del carbón más barato y sucio que usaban directamente mientras la clase élite de ricos las familias se beneficiarían de los beneficios del gas y la electricidad, aumentando la brecha entre los pobres y los Rico. La clase trabajadora inundó las fábricas con trabajadores no calificados en condiciones de trabajo peligrosas, lo que resultó en En el siglo XX, decenas de miles de personas murieron cada año en los ferrocarriles, en las fábricas y en las minas de carbón. ellos mismos.
El sector industrial que se había beneficiado de una forma tan eficaz de aprovechar la energía de la tierra mostró estas molestas desventajas junto con las ventajas de la industria del carbón. Cuando los científicos e ingenieros idearon métodos para producir gas de carbón para fines industriales y económicos propósitos, esto progresaría más tarde a técnicas más efectivas como el petróleo y el gas natural sintético producción.
A medida que las personas comprendieron los beneficios y las ventajas de la gasificación del carbón, crearon estas innovaciones para satisfacer sus necesidades. Esto tomó la forma de plantas más grandes y el descubrimiento de más depósitos de carbón en la tierra. Sin embargo, escalar para llegar a donde está la gasificación del carbón en la actualidad no fue tan sencillo.
Las desventajas y ventajas de la gasificación del carbón provocaron respuestas de ciudadanos y gobiernos preocupados a través del activismo laboral, como huelgas y sindicalización. Nuevas regulaciones e instituciones, como la forma en que el presidente de los Estados Unidos, Theodore Roosevelt, quería un aumento en la supervisión del gobierno sobre las empresas comerciales, se extendieron por todo el país a principios del siglo XX. Los empleadores se mantuvieron firmes contra las demandas de los trabajadores de la clase media de mejores condiciones de trabajo junto con horarios de trabajo y salarios más razonables. La industrialización trajo una reforma progresiva a través de estos desafíos laborales.
Ciencia de la gasificación del carbón
A principios del siglo XX, se produjeron más avances en los Estados Unidos y el Reino Unido. La conversión del carbón en gas mediante reacciones de gas sólido consistió principalmente en la reacción del carbón en el carbón con vapor a presiones inferiores a 10 MPa y temperaturas superiores a 750 ° C.
El proceso de gasificación del carbón produciría hidrógeno, amoníaco, metanol e hidrocarburos, y también se utilizaron con vapor para crear gas natural sintético (SNG). Estas reacciones producirían gases sintéticos compuestos generalmente por monóxido de carbono (CO) e hidrógeno gaseoso (H2).
En la década de 1930, la gasificación subterránea del carbón (UCG) también echó raíces. UCG, en particular, utilizó un método para hacer circular agentes de gasificación como aire, oxígeno y agua en el propio carbón. Este proceso convirtió el carbón en gases útiles a partir del propio carbón sin necesidad de extraer el material.
Se necesitaría una entrada de calor para iniciar estas reacciones endotérmicas utilizando una fuente de calor de otro proceso o quemando parte del propio carbón. El calor que desprenden los gases podría propulsar motores o utilizarse para crear productos químicos, algunos de los cuales serían transportados a la superficie de la Tierra desde las minas con menos capital inicial necesario, menores costos operativos y menos construcción hora.
Sin embargo, las aplicaciones prácticas de UCG estaban y siguen estando limitadas por la ausencia de conocimiento cuantitativo del proceso químico en sí. Aún así, los ingenieros aprovecharon el tamaño de la cavidad utilizada para contener el carbón para maximizar la energía térmica. liberado al comprender la permeabilidad del material de la cavidad sin que la cavidad se desintegre sí mismo.
Avances en la gasificación del carbón
Los avances en la gasificación del carbón a lo largo de la historia garantizarían que los aspectos positivos superen los negativos del carbón, ya que se utilizaría en todas las aplicaciones. Las reformas a través de ámbitos políticos, sociales y de otro tipo llevarían a los fabricantes a tener en cuenta el trabajo humano. como un recurso de capital en la economía para evitar costos para la vida humana junto con los avances en ciencia y tecnología.
Los avances vendrían con conflictos como la Masacre de Ludlow de 1914 en el sur de Colorado, en la que la Guardia Nacional de Colorado mató a 18 hombres, mujeres y niños mientras los mineros estaban en huelga.
En la década de 1930, las pruebas de campo sobre las mejores formas de utilizar el carbón en la producción de vapor estaban comenzando a extenderse por todo el planeta. La URSS había sido pionera en tecnologías en la década de 1930, y pronto se extendieron al Reino Unido, España, China, Bélgica y Estados Unidos en las próximas décadas. Los estudios de viabilidad que realizaron los investigadores buscaron aprovechar el carbón para mejorar la eficiencia y la eficacia.
En respuesta a la escasez de gas natural en las décadas de 1970 y 1980, los investigadores experimentaron con el uso de otros gases como como aire o dióxido de carbono, y esto conduciría al uso de gas hidrógeno junto con altas temperaturas con un catalizador.
Los métodos de gasificación del carbón también buscaban eliminar impurezas como el azufre y el mercurio del carbón para convertirlo en una fuente de energía más eficiente. Estos métodos de usar la energía de manera más eficiente conducen a reciclar las cenizas de la gasificación del carbón en un agregado de concreto en lugar de enviarlas a un vertedero.
Los ciclos combinados utilizan el vapor generado a partir de la gasificación del carbón para alimentar un segundo generador y funcionan con una eficiencia del 45-50%, una tasa un 10-15% más alta que las plantas de fabricación tradicionales. El ciclo combinado disminuiría la emisión de dióxido de carbono y conduciría a desarrollos aún más económicos, como separar el dióxido de carbono de los otros gases producidos.
Positivos y negativos modernos del carbón
Las innovaciones en el proceso de gasificación del carbón han buscado realizar mejoras en cada paso. La determinación de la temperatura adecuada a la que debería funcionar un gasificador llevaría a los investigadores a supervisar la capa exterior de las cámaras del gasificador mediante cámaras infrarrojas.
Entonces, podrían analizar la temperatura utilizando una fuente continua de datos de temperatura junto con otros factores, como la forma de los gasificadores y los materiales utilizados. La tecnología del fabricante Pepperl + Fuchs utiliza actualmente sistemas de hasta 13 cámaras en cada gasificador para registrar esto.
Estos avances muestran cómo la sociedad puede sopesar las cosas buenas y malas del carbón a lo largo de la historia.
