Када је друштво почело да прихвата угаљ као извор горива, то је донело користи од ефикасности индустрији и производњи, заједно са проблемима у погледу утицаја на животну средину и безбедности. Како су наука и технологија напредовале, ове методе су усавршаване како би се решиле безбедносне бриге. Гледајући на процес гасификације угља као на причу која има и позитивне и негативне стране, може се показати права природа тога како се то догодило.
Историја гасификације угља
Иако су научници проучавали процес емисије гаса из сагоревања угља од 1780. године, требало би до раних 1900-их када ће процеси постати комерцијализовани за употребу у разним индустријама у градовима широм света.
Претварање угља у гас у процесу гасификације угља датира из Енглеске из 19. века. Током ових деценија рудари угља су користили поступке који су уситњавали угаљ у присуству кисеоника и паре на високим температурама за производњу гаса.
До 1860-их, Сједињене Државе израсле су као индустријски гигант захваљујући великом рударству угља процеси преко Апалачких планина, средњозападних прерија па чак и Каскада и Роцкиес.
Мане и предности угља
Нација је била највећи произвођач угља на свету, али историја памти и тамнију страну приче. Парне лопате, трактори и опрема која се користи за вађење угља еродирали су тло док су железничке пруге, индустријска постројења и домови загађивали градове широм земље.
Сиромашније заједнице ослањале су се на јефтинији, прљавији угаљ који су директно користиле док је била елитна класа богатих породице би профитирале на користима од гаса и електричне енергије, повећавајући поделу између сиромашних и сиромашних богат. Радничка класа преплавила је фабрике неквалификованим радницима у опасним радним условима што је довело до 20. века, десетине хиљада људи умирало је сваке године на железници, у фабрикама и у рудницима угља себе.
Индустријски сектор који је профитирао на тако ефикасном начину искоришћавања енергије земље показао је ове неугодне недостатке заједно са предностима индустрије угља. Када су научници и инжењери смислили методе за производњу гаса од угља за индустријске и економске сврхе У сврхе, ово би касније прешло на ефикасније технике као што су нафта и синтетички природни гас производња.
Како су људи разумели благодати и предности гасификације угља, створили су ове иновације у складу са својим потребама. То је имало облик већих биљака и открића више резервоара угља у земљи. Скалирање до места где је данас гасификација угља није било тако једноставно.
Мане и предности гасификације угља подстакле су на реакције забринутих грађана и влада кроз раднички активизам као што су штрајкови и синдикати. Нови прописи и институције, попут онога како је амерички председник Тхеодоре Роосевелт желео повећање владиног надзора над пословним предузећима, раширили су се широм земље почетком 1900-их. Послодавци су се залагали за захтеве радника средње класе за бољим условима рада уз разумније радно време и плате. Индустријализација је донела прогресивну реформу кроз ове изазове рада.
Наука о гасификацији угља
Почетком 20. века, нови напредак је започео у Сједињеним Државама и Уједињеном Краљевству. Претварање угља у гас применом чврстих гасних реакција углавном је садржало реакцију угљеника у угљу са паром при притисцима мањим од 10 МПа и температурама изнад 750 ° Ц.
Процесом гасификације угља би се добијали водоник, амонијак, метанол и угљоводоници, а користили су се и са паром за стварање синтетичког природног гаса (СНГ). Ове реакције би произвеле синтетичке гасове који се углавном састоје од угљен моноксида (ЦО) и гаса водоника (Х2).
До 1930-их, подземна гасификација угља (УЦГ) такође је заживела. УЦГ је посебно користио метод циркулације средстава за расплињавање попут ваздуха, кисеоника и воде у сам угаљ. Овим поступком угаљ се претвара у корисне гасове из самог угља без потребе за копањем материјала.
Био би потребан унос топлоте да би се започеле ове ендотермне реакције коришћењем извора топлоте из другог процеса или сагоревања дела самог угља. Топлина коју одају гасови може покретати моторе или се користити за стварање хемијских производа, од којих ће се неки транспортовати на површину Земље из рудника са мање потребног почетног капитала, нижим оперативним трошковима и мањом изградњом време.
Међутим, практична примена УЦГ била је и даље ограничена одсуством квантитативног знања о самом хемијском процесу. Ипак, инжењери су искористили величину шупљине која се користила за задржавање угља како би максимизирали топлотну енергију ослобођена разумевањем пропустљивости материјала шупљине без да се шупљина распада себе.
Напредак у гасификацији угља
Напредак у гасификацији угља током историје осигурао би да позитивне особине надмаше негативне последице угља јер ће се користити у различитим применама. Реформе у политичком, социјалном и другим областима довеле би до тога да произвођачи узимају у обзир људски рад као капитални ресурс у привреди за спречавање трошкова људског живота уз напредак у науци и технологији.
Напредак ће доћи са сукобима попут масакра у Лудлову 1914. у јужном Колораду, у којем је Национална гарда Колорада убила 18 мушкараца, жена и деце док су рудари штрајковали.
До 1930-их теренска испитивања за најбоље начине употребе угља за производњу паре почињу да се шире широм планете. СССР је уводио технологије до 1930-их, а оне су се убрзо прошириле на Велику Британију, Шпанију, Кину, Белгију и САД у наредним деценијама. Студије изводљивости које су истраживачи спровели настоје да искористе угаљ за побољшање ефикасности и ефективности.
Као одговор на несташицу природног гаса током 1970-их и 1980-их, истраживачи су експериментисали са употребом других таквих гасова као ваздух или угљен-диоксид, а то би довело до употребе гаса водоника уз високе температуре са катализатором.
Методе гасификације угља такође су настојале да уклоне нечистоће попут сумпора и живе из угља како би га учиниле ефикаснијим извором енергије. Ове методе ефикаснијег коришћења енергије доводе до рециклирања пепела из уплињавања угља у бетонски агрегат, уместо да се шаљу на депонију.
Комбиновани циклуси користили су пару генерисану угљеном за погон другог генератора и радили су са ефикасношћу од 45-50%, што је за 10-15% више од традиционалних производних погона. Комбиновани циклус смањио би емисију угљен-диоксида и довео до још економичнијих развоја, попут одвајања угљен-диоксида од осталих произведених гасова.
Савремени позитиви и негативи угља
Иновације у процесу гасификације угља настојале су да побољшају сваки корак. Одређивање одговарајуће температуре на којој би гасификатор требало да ради водило би истраживаче да надгледају спољну љуску комора за упаљач помоћу инфрацрвених камера.
Тада би могли да анализирају температуру користећи непрекидни извор података о температури заједно са другим факторима као што су облик уплињача и коришћени материјали. Технологија произвођача Пепперл + Фуцхс тренутно користи системе до 13 камера у сваком упаљачу да би то снимила.
Ова достигнућа показују како друштво може мерити добре и лоше ствари око угља кроз историју.