Prednosti in slabosti uplinjanja premoga

Ko je družba začela sprejemati premog kot vir goriva, je industriji in proizvodnji prinašala koristi od učinkovitosti ter težave z vplivi na okolje in varnostnimi vprašanji. Z napredovanjem znanosti in tehnologije so se te metode izpopolnjevale, da bi obravnavale varnostne pomisleke. Če pogledamo postopek uplinjanja premoga kot zgodbo, ki ima tako pozitivne kot negativne strani, lahko pokažemo resnično naravo tega, kako se je to zgodilo.

Čeprav so znanstveniki od leta 1780 preučevali postopek oddajanja plina iz premoga, bi trajalo do v zgodnjih devetdesetih letih 20. stoletja, ko se bodo procesi začeli tržiti za uporabo v različnih panogah v mestih po vsem svetu.

Pretvorba premoga v plin v procesu uplinjanja premoga sega v Anglijo iz 19. stoletja. V teh desetletjih so rudarji premoga uporabljali postopke, ki so drobili premog v prisotnosti kisika in pare pri visokih temperaturah za pridobivanje plina.

Do šestdesetih let so se ZDA zaradi obsežnega premogovništva dvignile kot industrijski velikan procesi čez Apalaške gore, srednjezahodne prerije in celo kaskade ter Skalnati.

Država je bila največja proizvajalka premoga na svetu, vendar se zgodovina spominja tudi temnejše strani zgodbe. Parne lopate, traktorji in oprema, ki se uporabljajo za premogovništvo, so erodirali tla, medtem ko so železnice, industrijski obrati in domovi onesnaževali mesta po državi.

Revnejše skupnosti so se zanašale na cenejši, bolj umazani premog, ki so ga neposredno uporabljale v elitnem razredu premožnih družine bi izkoristile koristi plina in električne energije, s čimer bi povečale razliko med revnimi in prebivalci bogati. Delavski razred je tovarne preplavil z nekvalificiranimi delavci v nevarnih delovnih razmerah, zaradi česar je 20. stoletje je vsako leto na železnicah, v tovarnah in v premogovnikih umrlo več deset tisoč ljudi sami.

Industrijski sektor, ki je izkoristil tako učinkovit način izkoriščanja zemeljske energije, je poleg prednosti premogovniške industrije pokazal te težavne slabosti. Ko so znanstveniki in inženirji iznašli metode za pridobivanje premogovega plina za industrijo in gospodarstvo To bi kasneje napredovalo do učinkovitejših tehnik, kot sta nafta in sintetični zemeljski plin proizvodnjo.

Ko so ljudje razumeli prednosti in prednosti uplinjanja premoga, so te inovacije ustvarili po svojih željah. To je bilo v obliki večjih rastlin in odkritij več zalogov v zemlji. Povečanje, da bi danes prišli do uplinjanja premoga, pa ni bilo tako enostavno.

Pomanjkljivosti in prednosti uplinjanja premoga so sprožile odzive zaskrbljenih državljanov in vlad s pomočjo delovnega aktivizma, kot so stavke in sindikati. Novi predpisi in ustanove, na primer kako je ameriški predsednik Theodore Roosevelt želel povečanje vladnega nadzora nad poslovnimi podjetji, so se po vsej državi razširili v zgodnjih 19. stoletjih. Delodajalci so se postavili proti zahtevam delavcev srednjega razreda po boljših delovnih pogojih ob razumnejšem delovnem času in plačah. Industrializacija je s temi izzivi dela prinesla postopno reformo.

Na začetku 20. stoletja je v ZDA in Združenem kraljestvu stopilo več napredka. Pretvorba premoga v plin z uporabo trdnih plinskih reakcij je ponavadi predstavljala reakcijo ogljika v premogu s paro pri tlakih pod 10 MPa in temperaturah nad 750 ° C.

V postopku uplinjanja premoga bi nastali vodik, amoniak, metanol in ogljikovodiki, s paro pa so jih uporabljali tudi za ustvarjanje sintetičnega zemeljskega plina (SNG). Pri teh reakcijah bi nastali sintetični plini, ki so običajno sestavljeni iz ogljikovega monoksida (CO) in vodikovega plina (H₂).

Do tridesetih let se je uveljavilo tudi podzemno uplinjanje premoga (UCG). UCG je zlasti uporabil metodo kroženja uplinjevalnih snovi, kot so zrak, kisik in voda, v sam premog. Ta postopek je premog pretvoril v koristne pline iz samega premoga, ne da bi bilo treba material izkopati.

Za začetek teh endotermnih reakcij bi bil potreben vnos toplote z uporabo vira toplote iz drugega postopka ali zgorevanja dela samega premoga. Toplota, ki jo oddajajo plini, bi lahko poganjala motorje ali se uporabljala za ustvarjanje kemičnih izdelkov, od katerih bi se nekateri prevažali na površje Zemlje iz rudnikov z manj potrebnega zagonskega kapitala, nižjimi obratovalnimi stroški in manj gradnje čas.

Vendar pa je bila praktična uporaba UCG omejena in je še vedno omejena s pomanjkanjem kvantitativnega poznavanja samega kemijskega procesa. Kljub temu so inženirji izkoristili velikost votline, v kateri je bil premog, da bi povečali toplotno energijo sprosti se z razumevanjem prepustnosti materiala votline, ne da bi votlina razpadla sama.

Napredek pri uplinjanju premoga skozi zgodovino bi zagotovil, da bi pozitivne lastnosti odtehtale negativne posledice premoga, saj bi se uporabljal v različnih aplikacijah. Reforme na političnem, družbenem in drugih področjih bi proizvajalce pripeljale do upoštevanja človeškega dela kot kapitalski vir v gospodarstvu za preprečevanje stroškov za človeško življenje ob napredku znanosti in tehnologije.

Napredek bi prišel s konflikti, kot je pokol v Ludlowu leta 1914 v južnem Koloradu, v katerem je Nacionalna garda Kolorada med stavko rudarjev ubila 18 moških, žensk in otrok.

Do tridesetih let 20. stoletja so se po vsem svetu začeli širiti terenski poskusi najboljših načinov uporabe premoga za proizvodnjo pare. ZSSR je bila pionirska tehnologija do tridesetih let prejšnjega stoletja in so se v prihodnjih desetletjih kmalu razširila v Veliko Britanijo, Španijo, Kitajsko, Belgijo in ZDA. Študije izvedljivosti, ki so jih izvedli raziskovalci, so želele izkoristiti premog za izboljšanje učinkovitosti.

Kot odziv na pomanjkanje zemeljskega plina v sedemdesetih in osemdesetih letih so raziskovalci eksperimentirali z uporabo drugih takšnih plinov kot zrak ali ogljikov dioksid, kar bi vodilo k uporabi vodikovega plina ob visokih temperaturah s katalizatorjem.

Metode uplinjanja premoga so skušale tudi odstraniti nečistoče, kot sta žveplo in živo srebro, iz premoga, da postane učinkovitejši vir energije. Te metode učinkovitejše rabe energije vodijo k recikliranju pepela iz uplinjanja premoga v betonski agregat, namesto da bi ga poslali na odlagališče.

Kombinirani cikli so uporabili paro, ki nastane pri uplinjanju premoga, za napajanje drugega generatorja in delujejo s 45-50% izkoristkom, kar je 10-15% višja stopnja od tradicionalnih proizvodnih obratov. Kombinirani cikel bi zmanjšal emisije ogljikovega dioksida in privedel do še bolj ekonomičnega razvoja, kot je ločevanje ogljikovega dioksida od drugih proizvedenih plinov.

Inovacije v procesu uplinjanja premoga so na vsakem koraku poskušale izboljšati. Ugotavljanje ustrezne temperature, pri kateri naj deluje uplinjevalnik, bi raziskovalce vodilo k spremljanju zunanje lupine komor za uplinjevanje z uporabo infrardečih kamer.

Nato bi lahko analizirali temperaturo z neprekinjenim virom temperaturnih podatkov skupaj z drugimi dejavniki, kot so oblika uplinjevalnikov in uporabljeni materiali. Tehnologija proizvajalca Pepperl + Fuchs trenutno uporablja sisteme do 13 kamer v vsakem uplinjaču, da to zabeleži.

Ta napredek kaže, kako lahko družba v preteklosti pretehta dobre in slabe stvari o premogu.