Sisu
- Söe gaasistamise ajalugu
- Kivisöe puudused ja eelised
- Söe gaasistamise teadus
- Söe gaasistamise edusammud
- Söe kaasaegsed positiivsed ja negatiivsed küljed
Kui ühiskond hakkas sütt kütuseallikana kasutama, tõi see lisaks tööstusele ja tootmisele tõhususe eeliseid lisaks keskkonnamõjude ja ohutusprobleemidele. Teaduse ja tehnoloogia arenedes täiustati neid meetodeid ohutusprobleemide lahendamiseks.Vaadates söe gaasistamise protsessi kui lugu, millel on nii positiivseid kui ka negatiivseid külgi, saab näidata, kuidas see juhtus.
Söe gaasistamise ajalugu
Ehkki teadlased on uurinud kivisöe põletamisel gaasi eraldumise protsessi alates 1780. aastast, kulub protsesside turuleviimiseks 1900. aastate alguseni kogu maailma linnades.
Söe muundamine gaasiks söe gaasistamisel pärineb 19. sajandi Inglismaalt. Nende aastakümnete jooksul kasutasid söekaevurid gaasi tootmiseks protsesse, mis purustasid kivisüsi kõrgetel temperatuuridel hapniku ja auru juuresolekul.
1860. aastateks oli Ameerika Ühendriigid tõusnud tööstushiiglaseks tänu suuremahulistele söekaevandamisprotsessidele üle Appalachia mägede, Kesk-Lääne preeriatesse ning isegi kaskaadidesse ja kaljudesse.
Kivisöe puudused ja eelised
Riik oli suurim söetootja maailmas, kuid ajalugu mäletab ka loo tumedamat poolt. Söe kaevandamisel kasutatud aurikütid, traktorid ja seadmed kahjustasid pinnast, raudteede, tööstusettevõtete ja kodude saastatud linnad üle kogu riigi.
Vaesemad kogukonnad tuginesid odavamale ja räpasemale kivisöele, mida nad otseselt kasutasid, samal ajal kui jõukate perede eliitklass võitis gaasi ja elektri eelised, suurendades lõhet vaeste ja rikaste vahel. Töölisklass ujutas ohtlike töötingimusteta lihttöölisteta tehaseid üle, mille tagajärjel suri 20. sajandiks igal aastal raudteel, tehastes ja söekaevandustes kümned tuhanded inimesed.
Tööstussektor, kes oli saanud kasu sellisest tõhusast viisist maaenergia rakendamiseks, näitas lisaks kivisöetööstuse eelistele ka neid häirivaid puudusi. Kui teadlased ja insenerid töötasid välja meetodid söegaasi tootmiseks tööstuslikel ja majanduslikel eesmärkidel, läheks see hiljem edasi tõhusamate tehnikate juurde, nagu õli ja sünteetilise maagaasi tootmine.
Kuna inimesed mõistsid söe gaasistamise eeliseid ja eeliseid, lõid nad need uuendused vastavalt nende vajadustele. See toimus suuremate taimede ja maa peal leidunud rohkemate söereservuaaride kujul. Ulatus, et jõuda sinna, kus söe gaasistamine tänapäeval aset leidis, polnud nii sirgjooneline.
Söe gaasistamise miinused ja eelised ajendasid muret tundvaid kodanikke ja valitsusi reageerima tööjõuaktivismi, näiteks streikide ja ametiühingute kaudu. Uued määrused ja institutsioonid, näiteks see, kuidas USA president Theodore Roosevelt soovis 1900-ndate aastate alguses kogu riigis laialdasemat järelevalvet äriettevõtete üle. Tööandjad seisid vastu keskklassi töötajate nõudmistele paremate töötingimuste ja mõistlike töötundide ning palkade kõrval. Tööstumine tõi nende tööjõu väljakutsete kaudu järkjärgulise reformi.
Söe gaasistamise teadus
20. sajandi alguseks liikus Ameerika Ühendriikides ja Ühendkuningriigis rohkem edusamme. Söe muundamine gaasiks tahke gaasi abil gaasiks, näitas peamiselt söes oleva süsiniku reaktsiooni auruga rõhul alla 10 MPa ja temperatuuril üle 750 ° C.
Söe gaasistamise protsess tekitaks vesiniku, ammoniaagi, metanooli ja süsivesinikud ning neid kasutati ka auruga sünteetilise maagaasi (SNG) saamiseks. Need reaktsioonid tekitaksid sünteetilisi gaase, mis koosnevad tavaliselt vingugaasist (CO) ja vesinikgaasist (H2).
1930. aastateks juurdus ka maa-alune söe gaasistamine (UCG). Eelkõige kasutas UCG meetodit gaasistavate ainete, nagu õhk, hapnik ja vesi, tsirkuleerimiseks söesse ise. See protsess muutis söe söest ise kasulikeks gaasideks, ilma et oleks vaja materjali kaevandada.
Nende endotermiliste reaktsioonide käivitamiseks kulub soojuse sisend, kasutades teisest protsessist pärit soojusallikat või põletades osa söest. Gaaside eralduv soojus võib mootoritele jõuda või seda saab kasutada keemiliste toodete valmistamiseks, millest mõned transporditakse kaevandustest maakera pinnale väiksema vajaliku stardikapitali, väiksemate ekspluatatsioonikulude ja väiksema ehitusajaga.
Kuid UCG praktilisi rakendusi piirasid endiselt keemilise protsessi enda kvantitatiivsete teadmiste puudumine. Insenerid kasutasid siiski kivisöe sisaldamiseks kasutatud õõnsuse suurust, et maksimeerida vabanenud soojusenergiat, mõistes õõnsuse materjali läbilaskvust, ilma et õõnsus laguneks ise.
Söe gaasistamise edusammud
Kogu ajaloo vältel tehtud söe gaasistamise edusammud tagavad, et positiivsed kaalud ületavad kivisöe negatiivseid omadusi, kuna seda kasutatakse erinevates rakendustes. Poliitilise, sotsiaalse ja muu valdkonna kaudu läbiviidavad reformid viiksid selleni, et tootjad võtaksid teaduse ja tehnoloogia arengu kõrval arvesse inimeste tööjõukulusid kui majanduse kapitaliressurssi.
Edusammud kaasnevad selliste konfliktidega nagu 1914. aasta Ludlow veresaun Colorado lõunaosas, kus Colorado rahvuskaart tappis demineerijate streigi ajal 18 meest, naist ja last.
1930. aastateks olid kogu planeedil hakanud levima põlevkatsed parimate söe kasutamise kohta auru tootmisel. NSV Liit oli tehnoloogiaid rajanud 1930. aastatel ja oli lähiaastakümnetel laialt levinud Suurbritannias, Hispaanias, Hiinas, Belgias ja USA-s. Teadlaste teostatavusuuringutes püüti söe eeliseid tõhususe ja tõhususe parandamiseks kasutada.
Vastuseks maagaasi nappusele 1970. ja 1980. aastatel eksperimenteerisid teadlased muude gaaside, näiteks õhu või süsinikdioksiidi kasutamisel ja see viiks katalüsaatoriga kõrgete temperatuuride kõrval vesiniku kasutamiseni.
Söe gaasistamismeetoditega püüti ka söest eemaldada lisandeid, nagu väävel ja elavhõbe, et muuta see söest tõhusamaks energiaallikaks. Need energia tõhusama kasutamise meetodid viivad söe gaasistamisel tekkinud tuha taaskasutamiseni betooni täitematerjaliks, mitte prügilasse.
Kombineeritud tsüklites kasutati kivisöe gaasistamisel tekkivat auru teise generaatori toiteks ja see töötab 45-50% efektiivsusega, mis on 10-15% kõrgem kui traditsioonilistes tootmisettevõtetes. Kombineeritud tsükkel vähendaks süsinikdioksiidi emissiooni ja tooks kaasa veelgi ökonoomsemad arengud, näiteks eraldaks süsinikdioksiidi teistest toodetud gaasidest.
Söe kaasaegsed positiivsed ja negatiivsed küljed
Söe gaasistamise protsessi uuenduste abil on püütud igal sammul parendusi teha. Sobiva temperatuuri määramine, mille juures gaasistaja peaks töötama, viiksid teadlased infrapunakaamerate abil gaasistamiskambrite väliskesta jälgima.
Seejärel võiksid nad temperatuuri analüüsida pideva temperatuuriandmete allika abil, lisaks muudele teguritele, näiteks gaasistajate kuju ja kasutatud materjalid. Tootja Pepperl + Fuchs tehnoloogia kasutab selle registreerimiseks praegu igas gaasistajas kuni 13 kaameraga süsteeme.
Need edusammud näitavad, kuidas suudab ühiskond läbi ajaloo kivisöega seotud häid ja halbu asju kaaluda.