사회가 석탄을 연료 원으로 받아들이 기 시작했을 때, 환경 영향 및 안전 문제와 함께 산업 및 제조에 효율성의 이점을 가져 왔습니다. 과학과 기술이 발전함에 따라 이러한 방법은 안전 문제를 해결하기 위해 개선되었습니다. 석탄 가스화 과정을 긍정과 부정이 모두있는 이야기로 보면 그것이 어떻게 일어 났는지의 진정한 본질을 보여줄 수 있습니다.
석탄 가스화의 역사
과학자들은 1780 년부터 석탄 연소에서 가스를 방출하는 과정을 연구했지만 공정이 도시의 산업 전반에 걸쳐 상용화되는 1900 년대 초 세계적인.
석탄 가스화 과정에서 석탄을 가스로 전환하는 것은 19 세기 영국으로 거슬러 올라갑니다. 이 수십 년 동안 석탄 광부들은 가스를 생산하기 위해 산소와 증기가있는 상태에서 석탄을 분쇄하는 공정을 사용했습니다.
1860 년대에 미국은 대규모 석탄 채굴 덕분에 산업 거인으로 부상했습니다. 애팔 래 치아 산맥, 중서부 대초원, 심지어 캐스케이드 및 로키.
석탄의 단점과 장점
이 나라는 세계에서 가장 큰 석탄 생산국 이었지만 역사는 이야기의 어두운면을 기억합니다. 석탄 채굴에 사용되는 증기 삽, 트랙터 및 장비는 토양을 침식했으며 철도, 산업 플랜트 및 주택은 전국 도시를 오염 시켰습니다.
가난한 지역 사회는 그들이 직접 사용한 더 싸고 더러운 석탄에 의존했고, 부유층의 엘리트 계층은 가족은 가스와 전기의 혜택으로 이익을 얻을 것이며 빈곤층과 풍부한. 노동자 계급은 위험한 작업 환경에서 미숙련 노동자들로 공장을 넘쳐 20 세기에는 철도, 공장, 탄광에서 매년 수만 명이 사망했습니다. 그들 자신.
지구 에너지를 효율적으로 활용하여 이익을 얻었던 산업 부문은 석탄 산업의 장점과 함께 이러한 골치 아픈 단점을 보여주었습니다. 과학자와 엔지니어가 산업 및 경제를 위해 석탄 가스를 생산하는 방법을 생각해 냈을 때 목적, 이것은 나중에 석유 및 합성 천연 가스와 같은 더 효과적인 기술로 발전 할 것입니다 생산.
사람들이 석탄 가스화의 이점과 장점을 이해하면서 필요에 맞게 이러한 혁신을 만들었습니다. 이것은 더 큰 식물의 형태와 지구에서 더 많은 석탄 저장소의 발견을 취했습니다. 그러나 오늘날 석탄 가스화가 진행되는 곳으로 확장하는 것은 그리 간단하지 않았습니다.
석탄 가스화의 장단점은 파업, 노동 조합 결성 등의 노동 운동을 통해 관련 시민과 정부의 반응을 촉발시켰다. 시어 도어 루즈 벨트 미국 대통령이 기업에 대한 정부 감독을 강화하기를 원하는 방식과 같은 새로운 규정과 제도는 1900 년대 초에 전국적으로 퍼졌습니다. 고용주는보다 합리적인 근무 시간 및 급여와 함께 더 나은 근무 조건을 요구하는 중산층 근로자의 요구에 맞서고 있습니다. 산업화는 이러한 노동 문제를 통해 점진적인 개혁을 가져 왔습니다.
석탄 가스화 과학
20 세기 초까지 미국과 영국에서 더 많은 발전이 이루어졌습니다. 가스 고체 반응을 사용하여 석탄을 가스로 전환하는 것은 주로 10 MPa 미만의 압력 및 750 ° C 이상의 온도에서 석탄의 탄소와 증기의 반응을 특징으로합니다.
석탄 가스화 공정은 수소, 암모니아, 메탄올 및 탄화수소를 생산할 것이며, 합성 천연 가스 (SNG)를 생성하기 위해 증기와 함께 사용되었습니다. 이러한 반응은 일반적으로 일산화탄소 (CO)와 수소 가스 (H)로 구성된 합성 가스를 생성합니다.2).
1930 년대에는 지하 석탄 가스화 (UCG)도 뿌리를 내 렸습니다. 특히 UCG는 공기, 산소 및 물과 같은 가스화 작용제를 석탄 자체로 순환시키는 방법을 사용했습니다. 이 과정은 재료를 채굴 할 필요없이 석탄을 석탄 자체에서 유용한 가스로 전환했습니다.
다른 공정의 열원을 사용하거나 석탄 자체의 일부를 연소하여 이러한 흡열 반응을 시작하려면 열 입력이 필요합니다. 가스에서 발산되는 열은 엔진에 동력을 공급하거나 화학 제품을 만드는 데 사용될 수 있으며 일부는 운반 될 수 있습니다. 적은 시동 자본, 낮은 운영 비용 및 적은 건설로 광산에서 지구 표면으로 시각.
그러나 UCG의 실제 적용은 화학 공정 자체에 대한 정량적 지식의 부재로 인해 여전히 제약을 받고 있습니다. 여전히 엔지니어들은 열 에너지를 극대화하기 위해 석탄을 담는 데 사용되는 공동 크기를 이용했습니다. 캐비티를 분해하지 않고 캐비티 재료의 투자율을 이해하여 방출 그 자체.
석탄 가스화의 발전
역사를 통틀어 석탄 가스화의 발전은 애플리케이션 전반에 걸쳐 사용될 것이므로 긍정적 인 것이 석탄의 부정적인 것을 능가하게 될 것입니다. 정치, 사회 및 기타 영역을 통한 개혁은 제조업체로 하여금 인간 노동을 고려하게 만들 것입니다. 과학 기술의 발전과 함께 인명 피해를 방지하기 위해 경제의 자본 자원으로.
이러한 발전은 1914 년 콜로라도 남부의 러들 로우 대학살과 같은 분쟁과 함께 올 것입니다.이 사건에서 콜로라도 주 방위군은 광부들이 파업을하는 동안 18 명의 남성, 여성, 어린이를 죽였습니다.
1930 년대까지 석탄을 사용하여 증기를 생산하는 가장 좋은 방법에 대한 현장 시험이 지구 전체에 퍼지기 시작했습니다. 소련은 1930 년대까지 기술을 개척했으며 곧 영국, 스페인, 중국, 벨기에, 미국으로 확산되었습니다. 연구자들이 수행 한 타당성 연구는 효율성과 효과를 개선하기 위해 석탄을 활용하고자했습니다.
1970 년대와 1980 년대의 천연 가스 부족에 대응하여 연구원들은 다음과 같은 다른 가스를 사용하여 실험했습니다. 이것은 촉매와 함께 고온과 함께 수소 가스의 사용으로 이어질 것입니다.
석탄 가스화 방법은 또한 석탄에서 유황 및 수은과 같은 불순물을 제거하여보다 효율적인 에너지 원이되도록했습니다. 에너지를보다 효율적으로 사용하는 이러한 방법은 석탄 가스화의 재를 매립지로 보내는 대신 콘크리트 골재로 재활용합니다.
복합 사이클은 석탄 가스화에서 생성 된 증기를 사용하여 두 번째 발전기에 전력을 공급하고 기존 제조 공장보다 10-15 % 높은 속도로 45-50 % 효율로 작동했습니다. 복합 사이클은 이산화탄소 배출을 줄이고 생산 된 다른 가스에서 이산화탄소를 분리하는 것과 같은 훨씬 더 경제적 인 발전으로 이어질 것입니다.
석탄의 현대적 장점과 단점
석탄 가스화 과정의 혁신은 각 단계에서 개선을 추구했습니다. 가스화 기가 작동해야하는 적절한 온도를 결정하는 것은 연구원들이 적외선 카메라를 사용하여 가스 화기 챔버의 외부 껍질을 모니터링하도록 유도 할 것입니다.
그런 다음 가스화 장치의 모양 및 사용 된 재료와 같은 다른 요소와 함께 온도 데이터의 지속적인 소스를 사용하여 온도를 분석 할 수 있습니다. 제조사 Pepperl + Fuchs의 기술은 현재 각 가스 화기에서 최대 13 대의 카메라 시스템을 사용하여이를 기록합니다.
이러한 발전은 사회가 역사를 통해 석탄의 좋은 점과 나쁜 점을 어떻게 평가할 수 있는지 보여줍니다.