Toplum bir yakıt kaynağı olarak kömürü benimsemeye başladığında, çevresel etkiler ve güvenlik endişeleri ile birlikte sanayi ve imalata verimlilik yararları getirdi. Bilim ve teknoloji ilerledikçe, bu yöntemler güvenlik endişelerini gidermek için geliştirildi. Kömür gazlaştırma sürecine hem olumlu hem de olumsuz yönleri olan bir hikaye olarak bakmak, bunun nasıl gerçekleştiğinin gerçek doğasını gösterebilir.
Kömür Gazlaştırma Tarihçesi
Bilim adamları, 1780'den beri yanan kömürden gaz çıkarma sürecini incelemiş olsalar da, 1900'lerin başlarında, süreçlerin şehirlerdeki endüstrilerde kullanılmak üzere ticarileştirileceği Dünya çapında.
Kömür gazlaştırma sürecinde kömürün gaza dönüştürülmesi, 19. yüzyıl İngiltere'sine kadar uzanıyor. Bu on yıllar boyunca, kömür madencileri, gaz üretmek için yüksek sıcaklıklarda oksijen ve buhar varlığında kömürü ezen süreçleri kullandılar.
1860'larda Amerika Birleşik Devletleri, büyük ölçekli kömür madenciliği sayesinde bir sanayi devi olarak yükseldi. Appalachian Dağları, Ortabatı çayırları ve hatta Cascades ve Kayalıklar.
Kömürün Dezavantajları ve Avantajları
Ülke, dünyanın en büyük kömür üreticisi konumundaydı, ancak tarih aynı zamanda hikayenin daha karanlık bir yanını da hatırlıyor. Kömür madenciliğinde kullanılan buharlı kürekler, traktörler ve ekipmanlar toprağı aşındırırken, demiryolları, endüstriyel tesisler ve evler ülke genelinde şehirleri kirletti.
Daha yoksul topluluklar, doğrudan kullandıkları daha ucuz, daha kirli kömüre güvenirken, seçkin varlıklı sınıf aileler gaz ve elektriğin faydalarından yararlanacak ve yoksullar ile yoksullar arasındaki uçurumu artıracaktır. zengin. İşçi sınıfı, fabrikaları tehlikeli çalışma koşullarında vasıfsız işçilerle doldurdu. 20. yüzyılda, demiryollarında, fabrikalarda ve kömür madenlerinde her yıl on binlerce insan ölüyordu. kendilerini.
Dünyanın enerjisinden yararlanmanın böylesine etkili bir yolundan kâr sağlayan sanayi sektörü, kömür endüstrisinin avantajlarının yanı sıra bu zahmetli dezavantajları da gösterdi. Bilim adamları ve mühendisler, endüstriyel ve ekonomik kullanım için kömür gazı üretme yöntemlerini bulduklarında amaçlar, bu daha sonra petrol ve sentetik doğal gaz gibi daha etkili tekniklere ilerleyecektir. üretim.
İnsanlar kömürün gazlaştırılmasının faydalarını ve avantajlarını anladıkça, bu yenilikleri kendi ihtiyaçlarına uygun hale getirdiler. Bu, daha büyük bitkiler ve dünyadaki daha fazla kömür rezervuarının keşfi şeklini aldı. Yine de, kömür gazlaştırmasının bugün olduğu yere ulaşmak için ölçeği büyütmek o kadar kolay değildi.
Kömürün gazlaştırılmasının dezavantajları ve avantajları, ilgili vatandaşlardan ve hükümetlerden grevler ve sendikalaşma gibi emek aktivizmi yoluyla tepkilere yol açtı. ABD başkanı Theodore Roosevelt'in ticari işletmeler üzerindeki hükümet denetiminde nasıl bir artış istediği gibi yeni düzenlemeler ve kurumlar, 1900'lerin başlarında ülke geneline yayıldı. İşverenler, orta sınıf işçilerin daha makul çalışma saatleri ve maaşların yanı sıra daha iyi çalışma koşulları taleplerine karşı tavır aldılar. Sanayileşme, emeğin bu zorlukları aracılığıyla ilerici reformları getirdi.
Kömür Gazlaştırma Bilimi
20. yüzyılın başlarında, Amerika Birleşik Devletleri ve Birleşik Krallık'ta daha fazla ilerleme kaydedildi. Gaz katı reaksiyonlarını kullanarak kömürü gaza dönüştürmek, öncelikle kömürdeki karbonun 10 MPa'dan düşük basınçlarda ve 750°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda buharla reaksiyonunu içeriyordu.
Kömür gazlaştırma işlemi hidrojen, amonyak, metanol ve hidrokarbonlar üretecekti ve bunlar ayrıca sentetik doğal gaz (SNG) oluşturmak için buharla kullanıldı. Bu reaksiyonlar, genellikle karbon monoksit (CO) ve hidrojen gazından (H) oluşan sentetik gazlar üretecektir.2).
1930'larda, yeraltı kömür gazlaştırma (UCG) da kök saldı. UCG özellikle hava, oksijen ve su gibi gazlaştırma maddelerinin kömürün içine sirküle edilmesi için bir yöntem kullandı. Bu işlem, malzemeyi çıkarmaya gerek kalmadan kömürü kömürün kendisinden faydalı gazlara dönüştürdü.
Başka bir prosesten bir ısı kaynağı kullanarak veya kömürün bir kısmını yakarak bu endotermik reaksiyonları başlatmak için bir ısı girdisi gerekir. Gazların yaydığı ısı, motorlara güç verebilir veya bazıları taşınacak olan kimyasal ürünler oluşturmak için kullanılabilir. Daha az başlangıç sermayesi gerekli, daha düşük işletme maliyetleri ve daha az inşaat ile madenlerden Dünya yüzeyine zaman.
Bununla birlikte, UCG'nin pratik uygulamaları, kimyasal işlemin kendisinin nicel bilgisinin olmaması nedeniyle kısıtlandı ve hala da kısıtlanmaya devam ediyor. Yine de mühendisler, ısı enerjisini en üst düzeye çıkarmak için kömürü içermek için kullanılan boşluk boyutundan yararlandı. boşluk parçalanmadan boşluk malzemesinin geçirgenliğini anlayarak serbest bırakılır kendisi.
Kömür Gazlaştırmasındaki Gelişmeler
Tarih boyunca kömürün gazlaştırılmasındaki ilerlemeler, uygulamalar genelinde kullanılacağı için kömürün olumlu yanlarının olumsuzlarından daha ağır basmasını sağlayacaktır. Politik, sosyal ve diğer alanlarda yapılacak reformlar, imalatçıların insan emeğini hesaba katmasına yol açacaktır. bilim ve teknolojideki ilerlemelerin yanı sıra insan yaşamına yönelik maliyetleri önlemek için ekonomide bir sermaye kaynağı olarak.
Gelişmeler, Colorado Ulusal Muhafızlarının madenciler grevdeyken 18 erkek, kadın ve çocuğu öldürdüğü güney Colorado'daki 1914 Ludlow Katliamı gibi çatışmalarla gelecekti.
1930'lara gelindiğinde, buhar üretiminde kömür kullanmanın en iyi yollarına yönelik saha denemeleri tüm gezegene yayılmaya başlamıştı. SSCB, 1930'larda teknolojilere öncülük etmişti ve bu teknolojiler önümüzdeki yıllarda İngiltere, İspanya, Çin, Belçika ve ABD'ye yayıldı. Araştırmacıların gerçekleştirdiği fizibilite çalışmaları, verimliliği ve etkinliği artırmak için kömürden yararlanmaya çalıştı.
1970'lerde ve 1980'lerde doğal gaz kıtlığına yanıt olarak, araştırmacılar, diğer gazları kullanmayı denediler. hava veya karbon dioksit olarak ve bu, bir katalizör ile yüksek sıcaklıkların yanı sıra hidrojen gazının kullanılmasına yol açacaktır.
Kömür gazlaştırma yöntemleri ayrıca kömürü daha verimli bir enerji kaynağı haline getirmek için kükürt ve cıva gibi safsızlıkları gidermeye çalıştı. Enerjiyi daha verimli kullanmanın bu yöntemleri, kömürün gazlaştırılmasından çıkan külü bir çöp sahasına göndermek yerine beton bir agregaya geri dönüştürmeye yol açar.
Kombine çevrimler, ikinci bir jeneratöre güç sağlamak için kömür gazlaştırmasından üretilen buharı kullandı ve geleneksel üretim tesislerinden %10-15 daha yüksek bir oranla %45-50 verimlilikte çalıştı. Kombine çevrim, karbondioksit emisyonunu azaltacak ve karbondioksitin üretilen diğer gazlardan ayrıştırılması gibi daha da ekonomik gelişmelere yol açacaktır.
Kömürün Modern Olumlu ve Olumsuz Yönleri
Kömür gazlaştırma sürecindeki yenilikler, her adımda iyileştirmeler yapmaya çalıştı. Bir gazlaştırıcının çalışması gereken uygun sıcaklığın belirlenmesi, araştırmacıların kızılötesi kameralar kullanarak gazlaştırıcı odalarının dış kabuğunu izlemesine yol açacaktır.
Ardından, gazlaştırıcıların şekli ve kullanılan malzemeler gibi diğer faktörlerin yanı sıra sürekli bir sıcaklık verisi kaynağı kullanarak sıcaklığı analiz edebilirler. Pepperl+Fuchs üreticisinin teknolojisi şu anda bunu kaydetmek için her bir gazlaştırıcıda 13 adede kadar kameradan oluşan sistemler kullanıyor.
Bu ilerlemeler, toplumun tarih boyunca kömürle ilgili iyi ve kötü şeyleri nasıl tartabileceğini gösteriyor.