Amikor a társadalom elkezdte felfogni a szenet üzemanyagforrásként, a környezeti hatásokkal és a biztonsággal kapcsolatos problémák mellett a hatékonyság előnyeit hozta az ipar és a gyártás számára. A tudomány és a technika fejlődésével ezeket a módszereket finomították a biztonsági aggályok kezelése érdekében. Ha a széngázosítási folyamatot pozitív és negatív elemekkel is felruházzák, megmutathatja annak valódi természetét.
A széngázosodás története
Bár a tudósok 1780 óta tanulmányozták a szén-égetés során a gázkibocsátás folyamatát, addig ez eltart az 1900-as évek eleje, amikor a folyamatok kereskedelmi forgalomba kerülnek a városokban az iparágak számára világszerte.
A szénnek a széngázosítási folyamatban történő átalakítása a 19. századi Angliába nyúlik vissza. Ezekben az évtizedekben a szénbányászok olyan folyamatokat alkalmaztak, amelyek oxigén és gőz jelenlétében, magas hőmérsékleten szenet aprítottak a gáz előállításához.
Az 1860-as évekre az Egyesült Államok ipari óriásként emelkedett a nagyarányú szénbányászatnak köszönhetően folyamatok az Appalache-hegységben, a középnyugati prériokon, sőt a Kaszkádokon és Sziklás-hegység.
A szén hátrányai és előnyei
A nemzet állt a világ legnagyobb széntermelőjeként, de a történelem a történet sötétebb oldalára is emlékszik. A szénbányászatban használt gőzlapátok, traktorok és berendezések rontották a talajt, míg a vasút, az ipari üzemek és az otthonok országszerte szennyezték a városokat.
A szegényebb közösségek olcsóbb, piszkosabb szénre támaszkodtak, amelyet közvetlenül a gazdagok elit osztálya alatt használtak fel a családok profitálnának a gáz és az áram előnyeiből, növelve a szegények és a szegények közötti szakadékot gazdag. A munkásosztály veszélyes munkakörülmények között árasztotta el a gyárakat képzetlen munkásokkal, aminek következtében a A 20. században évente tízezrek haltak meg vasúton, gyárakban és szénbányákban maguk.
Az ipari szektor, amely profitált a föld energia hasznosításának ilyen hatékony módjáról, ezeket a problémás hátrányokat mutatta a szénipar előnyei mellett. Amikor a tudósok és mérnökök kidolgozták az ipari és gazdasági célú széngáz-előállítási módszereket célokból ez később hatékonyabb technikákká válna, mint például az olaj és a szintetikus földgáz Termelés.
Mivel az emberek megértették a széngázosítás előnyeit és előnyeit, az igényeiknek megfelelően hozták létre ezeket az újításokat. Ez nagyobb növények formájában és több széntartály felfedezésével történt a földön. A méret növelése azért, hogy eljuthassunk a széngázosítás mai helyére, mégsem volt ilyen egyszerű.
A széngázosítás hátrányai és előnyei az érintett polgárok és kormányok válaszát váltották ki munkaerő-aktivizmus révén, például sztrájkok és szakszervezeti kapcsolatok révén. Az 1900-as évek elején az egész országban elterjedtek az új szabályozások és intézmények, például Theodore Roosevelt amerikai elnök az üzleti vállalkozások kormányzati felügyeletének növelését. A munkaadók helyt álltak a középosztálybeli munkavállalók azon igényeivel szemben, hogy a jobb munkafeltételek mellett az ésszerűbb munkaidő és fizetések mellett. Az iparosítás fokozatos reformokat hozott a munka ezen kihívásain keresztül.
A széngázosítás tudománya
A 20. század elejére az Egyesült Államok és az Egyesült Királyság további előrelépéseket tett. A szén gázzá alakítása szilárd gázreakciók alkalmazásával elsősorban a szénben lévő szén és gőz reakcióját képezte 10 MPa alatti nyomáson és 750 ° C feletti hőmérsékleten.
A széngázosítási eljárás során hidrogént, ammóniát, metanolt és szénhidrogéneket termelnek, és gőzzel szintetikus földgáz (SNG) előállításához is felhasználják őket. Ezek a reakciók szintetikus gázokat eredményeznének, amelyek általában szén-monoxidból (CO) és hidrogéngázból (H2).
Az 1930-as évekre a föld alatti széngázosítás (UCG) is gyökeret vert. Az UCG különösen a gázosító szerek, például a levegő, az oxigén és a víz magába a szénbe keringtetését alkalmazta. Ez a folyamat a szenet hasznos széngé alakította a szénből anélkül, hogy az anyagot bányászni kellett volna.
Hőbevitelre lenne szükség ezen endoterm reakciók elindításához egy másik folyamat hőforrásának felhasználásával vagy a szén egy részének elégetésével. A gázok által leadott hő motorokat működtethet, vagy vegyi termékek előállítására használható fel, amelyek egy részét szállítják a Föld felszínére a bányákból kevesebb szükséges induló tőkével, alacsonyabb működési költségekkel és kevesebb építéssel idő.
Az UCG gyakorlati alkalmazását azonban továbbra is korlátozza az a kémiai folyamat kvantitatív ismeretének hiánya. A mérnökök mégis kihasználták a szén tárolására használt üregméretet a hőenergia maximalizálása érdekében szabadul fel az üreg anyagának áteresztőképességének megértésével anélkül, hogy az üreg szétesne maga.
A széngázosítás előrelépései
A széngázosítás történelme során elért előrelépések biztosítanák, hogy a pozitív eredmények felülmúlják a szén negatívumait, mivel azt az alkalmazások során használják. A politikai, társadalmi és egyéb területeken végrehajtott reformok arra késztetnék a gyártókat, hogy vegyék figyelembe az emberi munkát a gazdaság tőkeforrásaként, hogy megakadályozza az emberi élet költségeit a tudomány és a technológia fejlődésével párhuzamosan.
Az előrelépés olyan konfliktusokkal járna, mint az 1914-es Colorado déli Ludlow-mészárlás, amely során a coloradói nemzetőrség 18 férfit, nőt és gyilkosságot ölt meg, miközben a bányászok sztrájkoltak.
Az 1930-as évekre a bolygón kezdtek elterjedni a széngőz előállításának legjobb módszerei. A Szovjetunió az 1930-as években úttörő szerepet játszott a technológiákban, és az elkövetkező évtizedekben hamarosan elterjedtek az Egyesült Királyságban, Spanyolországban, Kínában, Belgiumban és az Egyesült Államokban. A kutatók által végzett megvalósíthatósági tanulmányok célja a szén kihasználása volt a hatékonyság és eredményesség javítása érdekében.
Az 1970-es és 1980-as évek földgázhiányára reagálva a kutatók más gázok, például ezek felhasználásával kísérleteztek levegő vagy szén-dioxid formájában, és ez hidrogéngáz használatához vezetne magas hőmérséklet mellett egy katalizátorral.
A széngázosítási módszerek arra is törekedtek, hogy hatékonyabb energiaforrássá tegyék a szénből a szennyeződéseket, mint a kén és a higany. Az energia hatékonyabb felhasználásának ezen módszerei ahhoz vezetnek, hogy a széngázosítás során keletkező hamu újrahasznosításra kerül, nem pedig szeméttelepre.
A kombinált ciklusokban a széngázosítás során keletkező gőzt használták fel egy második generátor meghajtására, és 45-50% -os hatékonysággal működnek, ami 10-15% -kal magasabb, mint a hagyományos gyártóüzemeknél. A kombinált ciklus csökkentené a szén-dioxid-kibocsátást, és még gazdaságosabb fejleményekhez vezetne, például elválasztaná a szén-dioxidot a többi keletkező gáztól.
A szén modern pozitívumai és negatívumai
A széngázosítási folyamat újításai minden lépésben fejlesztésre törekedtek. Meghatározva a megfelelő hőmérsékletet, amelyen az elgázosítónak működnie kell, a kutatók arra vezetnének, hogy infravörös kamerák segítségével figyeljék a gázosító kamrák külső héját.
Ezután elemezhetik a hőmérsékletet egy folyamatos hőmérsékleti adatforrás felhasználásával más tényezők mellett, például a gázosítók alakja és a felhasznált anyagok mellett. A Pepperl + Fuchs gyártó technológiája ennek rögzítéséhez jelenleg minden egyes gázosítóban legfeljebb 13 kamera rendszerét használja.
Ezek az előrelépések megmutatják, hogy a társadalom miként mérlegelheti a szén jó és rossz dolgait a történelem során.