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사회가 석탄을 연료 원으로 받아들이 기 시작했을 때, 환경 영향 및 안전 문제와 함께 산업 및 제조 효율성의 이점을 가져 왔습니다. 과학 기술이 발전함에 따라 안전 문제를 해결하기 위해 이러한 방법이 개선되었습니다.석탄 가스화 과정을 긍정적 인면과 부정적인면이 모두있는 이야기로 보면 그것이 어떻게 일어 났는지의 진정한 본질을 보여줄 수 있습니다.
석탄 가스화의 역사
과학자들은 1780 년 이래 석탄 연소로 가스를 방출하는 과정을 연구했지만 1900 년대 초반까지 전 세계 도시의 여러 산업에서 사용하기 위해 공정이 상용화 될 때까지 걸렸다.
석탄 가스화 과정에서 석탄을 가스로 전환하는 것은 19 세기 영국으로 거슬러 올라갑니다. 이 수십 년 동안 석탄 광부는 가스를 생산하기 위해 고온에서 산소와 증기가있는 상태에서 석탄을 분쇄하는 공정을 사용했습니다.
1860 년대에 미국은 애팔 래 치아 산맥, 중서부 초원, 심지어 계곡과 로키 산맥을 가로 지르는 대규모 석탄 채굴 과정 덕분에 산업의 거인으로 부상했습니다.
석탄의 단점과 장점
이 나라는 세계에서 가장 큰 석탄 생산국이되었지만 역사는이 이야기의 어두운면을 기억합니다. 석탄 채굴에 사용 된 증기 삽, 트랙터 및 장비는 토양을 침식 시켰으며 철도, 산업 플랜트 및 주택은 전국의 도시를 오염 시켰습니다.
빈곤층은 직접 사용하는 값 싸고 흙이 많은 석탄에 의존하는 반면, 엘리트 계층의 부유 한 가정은 가스와 전기의 이익을 활용하여 빈곤층과 부자간 격차가 커질 것입니다. 노동 계급은 위험한 노동 조건에서 숙련되지 않은 노동자들로 공장을 침수 시켰으며, 20 세기까지 매년 수만 명의 사람들이 철도, 공장 및 탄광에서 사망했습니다.
지구 에너지를 활용하는 효과적인 방법으로 이익을 얻은 산업 부문은 석탄 산업의 장점과 함께 이러한 귀찮은 단점을 보여주었습니다. 과학자와 엔지니어가 산업 및 경제 목적으로 석탄 가스를 생산하는 방법을 고안했을 때, 이는 나중에 석유 및 합성 천연 가스 생산과 같은보다 효과적인 기술로 발전 할 것입니다.
사람들이 석탄 가스화의 장점과 장점을 이해함에 따라 필요에 맞게 이러한 혁신을 만들었습니다. 이것은 지구상에서 더 큰 식물의 형태와 더 많은 석탄 저수지의 발견을 취했습니다. 그러나 오늘날 석탄 가스화가 진행되는 곳으로 확장하기는 쉽지 않았습니다.
석탄 가스화의 단점과 장점은 파업이나 노조와 같은 노동 활동을 통해 관련 시민과 정부의 반응을 자극했습니다. 미국 대통령 시어 도어 루즈 벨트 대통령과 같은 새로운 규제와 기관은 1900 년대 초에 전국에 퍼져있는 기업에 대한 정부 감독의 증가를 원했습니다. 고용주는보다 합리적인 근무 시간 및 급여와 함께 더 나은 근무 조건에 대한 중산층 근로자의 요구에 대항했습니다. 산업화는 이러한 노동 문제를 통해 점진적인 개혁을 가져 왔습니다.
석탄 가스화 과학
20 세기 초에는 미국과 영국에서 더 많은 발전이있었습니다. 기체 고체 반응을 사용하여 석탄을 기체로 전환하는 것은 주로 석탄의 탄소와 10 MPa 미만의 압력 및 750 ° C 이상의 온도에서 증기와의 반응을 특징으로합니다.
석탄 가스화 공정은 수소, 암모니아, 메탄올 및 탄화수소를 생성 할 수 있으며 증기와 함께 합성 천연 가스 (SNG)를 생성하는 데에도 사용됩니다. 이러한 반응은 일반적으로 일산화탄소 (CO)와 수소 가스 (H)로 구성된 합성 가스를 생성합니다.2).
1930 년대에는 지하 석탄 가스화 (UCG)도 시작되었습니다. UCG는 특히 공기, 산소 및 물과 같은 가스 화제를 석탄 자체로 순환시키는 방법을 사용했다. 이 공정은 재료를 채굴 할 필요없이 석탄 자체에서 유용한 가스로 석탄을 전환했습니다.
다른 공정의 열원을 사용하거나 석탄 자체의 일부를 태워서 이러한 흡열 반응을 시작하려면 열을 입력해야합니다. 가스에 의해 방출되는 열은 엔진에 동력을 공급하거나 화학 제품을 만드는 데 사용될 수 있으며,이 중 일부는 필요한 초기 자본금, 운영 비용 및 건설 시간이 줄어 광산에서 지구 표면으로 운송됩니다.
그러나, UCG의 실제 적용은 화학 공정 자체에 대한 정량적 지식이 없기 때문에 계속 제약을 받고있다. 그럼에도 불구하고 엔지니어들은 캐비티 자체의 붕괴없이 캐비티 재료의 투과성을 이해함으로써 방출되는 열 에너지를 최대화하기 위해 석탄을 포함하는 데 사용되는 캐비티 크기를 이용했습니다.
석탄 가스화의 발전
역사를 통틀어 석탄 가스화의 발전은 응용 분야에서 사용될 때 석탄의 부정적인 영향을 능가 할 것입니다. 정치, 사회 및 기타 영역을 통한 개혁은 제조업체가 과학 및 기술의 발전과 함께 인명에 대한 비용을 방지하기 위해 경제에서 자본 자원으로 인적 노동을 고려하게 할 것입니다.
1914 년 콜로라도 남부 경비대가 광부 파업 중에 18 명의 남성, 여성, 어린이를 살해 한 Ludlow 대학살과 같은 갈등이 생겨났다.
1930 년대에는 증기를 생산하는 데 석탄을 사용하는 가장 좋은 방법에 대한 현장 시험이 전세계에 퍼지기 시작했습니다. 소련은 1930 년대에 기술을 개척했으며 곧 수십 년 안에 영국, 스페인, 중국, 벨기에 및 미국으로 확산되었습니다. 연구자들이 수행 한 타당성 연구는 효율성과 효율성을 개선하기 위해 석탄을 활용하고자했습니다.
1970 년대와 1980 년대까지 천연 가스 부족에 대응하여 연구원들은 공기 나 이산화탄소와 같은 다른 가스를 사용하여 실험을했으며, 이는 촉매와 함께 고온과 함께 수소 가스를 사용하게 만들 것입니다.
석탄 가스화 방법은 또한 석탄에서 황 및 수은과 같은 불순물을 제거하여보다 효율적인 에너지 원으로 만들려고했다. 에너지를보다 효율적으로 사용하는 방법은 재를 석탄 가스화에서 매립지로 보내지 않고 콘크리트 골재로 재활용합니다.
복합 사이클은 석탄 가스화에서 생성 된 증기를 사용하여 두 번째 발전기에 전력을 공급하고 45-50 % 효율로 작동하며 기존 제조 공장보다 10-15 % 높은 속도로 작동합니다. 결합 된주기는 이산화탄소 배출을 감소시키고 생성 된 다른 가스로부터 이산화탄소를 분리하는 것과 같은 훨씬 더 경제적 인 발전으로 이어질 것이다.
석탄의 현대적 장점과 단점
석탄 가스화 과정에서의 혁신은 각 단계에서 개선을 추구했다. 가스화 장치가 작동해야하는 적절한 온도를 결정하면 연구원들은 적외선 카메라를 사용하여 가스화 장치 챔버의 외부 쉘을 모니터링하게됩니다.
그런 다음 가스 화기의 모양 및 사용 된 재료와 같은 다른 요인과 함께 지속적인 온도 데이터 소스를 사용하여 온도를 분석 할 수 있습니다. Pepperl + Fuchs 제조업체의 기술은 현재 각 가스화 장치에 최대 13 대의 카메라 시스템을 사용하여이를 기록합니다.
이러한 발전은 사회가 역사 전반에 걸쳐 석탄의 좋은 점과 나쁜 점을 어떻게 평가할 수 있는지를 보여줍니다.