Kandungan
- Sejarah Gasifikasi Batubara
- Kelemahan dan Kelebihan Arang
- Sains Pengukuhan Batubara
- Pendahuluan dalam Gasifikasi Batu Bara
- Positif Moden dan Negatif Batu Bara
Apabila masyarakat mula memeluk arang batu sebagai sumber bahan bakar, ia membawa faedah kecekapan kepada industri dan pembuatan bersama masalah masalah alam sekitar dan kebimbangan keselamatan. Memandangkan sains dan teknologi berkembang, kaedah ini diperhalusi untuk menangani kebimbangan keselamatan.Melihat proses pengewapan arang batu sebagai cerita yang mempunyai kedua-dua positif dan negatif dapat menunjukkan sifat sebenar bagaimana ia berlaku.
Sejarah Gasifikasi Batubara
Walaupun para saintis telah mengkaji proses pemancaran gas dari pembakaran arang batu sejak tahun 1780, ia akan mengambil masa sehingga awal tahun 1900-an apabila proses akan dikomersialkan untuk digunakan di seluruh industri di bandar-bandar di seluruh dunia.
Menukar arang ke gas dalam proses pengegasan arang batu bermula pada abad ke-19 England. Dalam dekad ini, pelombong arang batu menggunakan proses yang menghancurkan arang batu di hadapan oksigen dan stim pada suhu tinggi untuk menghasilkan gas.
Pada tahun 1860-an, Amerika Syarikat telah meningkat sebagai gergasi industri terima kasih kepada proses perlombongan arang batu skala besar di seluruh Pergunungan Appalachian, padang rumput Midwestern dan juga Cascades dan Rockies.
Kelemahan dan Kelebihan Arang
Negara itu berdiri sebagai pengeluar arang batu terbesar di dunia, tetapi sejarah juga mengingati sisi yang lebih gelap pada cerita itu. Pengetus stim, traktor dan peralatan yang digunakan dalam perlombongan arang batu mengikis tanah sementara kereta api, loji perindustrian dan rumah mencemarkan bandar di seluruh negara.
Komuniti yang lebih miskin bergantung kepada arang batu yang lebih murah dan murah yang digunakan secara langsung oleh golongan elit keluarga kaya akan mendapat faedah gas dan elektrik, meningkatkan pembahagian antara golongan miskin dan golongan kaya. Kelas pekerja membanjiri kilang-kilang dengan pekerja yang tidak mahir dalam keadaan kerja berbahaya yang mengakibatkan, pada abad ke-20, puluhan ribu orang meninggal setiap tahun di kereta api, di kilang-kilang dan di lombong arang batu sendiri.
Sektor industri yang telah memanfaatkan cara yang berkesan untuk memanfaatkan tenaga bumi menunjukkan kelemahan yang menyusahkan ini bersama-sama dengan kelebihan industri arang batu. Apabila saintis dan jurutera datang dengan kaedah untuk menghasilkan gas arang batu bagi tujuan perindustrian dan ekonomi, ini kemudian akan maju ke teknik yang lebih berkesan seperti pengeluaran gas asli dan minyak sintetik.
Apabila orang memahami manfaat dan kelebihan pengegasan batubara, mereka mencipta inovasi ini untuk memenuhi keperluan mereka. Ini mengambil bentuk tumbuhan yang lebih besar dan penemuan lebih banyak takungan arang batu di bumi. Penskalaan untuk sampai ke mana pengegasan arang batu hari ini tidak sememangnya mudah.
Kelemahan dan kelebihan gasifikasi arang batu mendorong maklum balas daripada rakyat dan kerajaan yang prihatin melalui aktivisme buruh seperti mogok dan kesatuan. Peraturan baru dan institusi, seperti bagaimana presiden A.S., Theodore Roosevelt, ingin meningkatkan pengawasan pemerintah terhadap perusahaan-perusahaan bisnis, yang tersebar di seluruh negara pada awal tahun 1900-an. Majikan meletakkan alasan mereka terhadap tuntutan pekerja kelas menengah untuk keadaan kerja yang lebih baik bersama dengan waktu kerja dan gaji yang lebih munasabah. Perindustrian membawa reformasi progresif melalui cabaran-cabaran ini.
Sains Pengukuhan Batubara
Menjelang awal abad ke-20, lebih banyak kemajuan berlaku di United States dan United Kingdom. Menukar arang ke gas menggunakan reaksi padat gas terutamanya memaparkan tindak balas karbon dalam arang dengan stim pada tekanan yang lebih rendah daripada 10 MPa dan suhu di atas 750 ° C.
Proses pengewangan arang batu akan menghasilkan hidrogen, ammonia, metanol dan hidrokarbon, dan juga digunakan dengan wap untuk menghasilkan gas asli sintetik (SNG). Reaksi ini akan menghasilkan gas sintetik umumnya terdiri daripada karbon monoksida (CO) dan gas hidrogen (H2).
Menjelang tahun 1930, pengegasan arang batu bawah tanah (UCG) juga menjadi akar. UCG khususnya menggunakan kaedah ejen pengedaran beredar seperti udara, oksigen dan air ke dalam arang batu itu sendiri. Proses ini ditukar arang batu menjadi gas berguna dari arang batu itu sendiri tanpa memerlukan bahan lombong.
Ia akan mengambil input haba untuk memulakan reaksi endotermik ini dengan menggunakan sumber haba dari proses lain atau membakar sebahagian daripada arang itu sendiri. Haba yang dikeluarkan oleh gas boleh menjadi enjin kuasa atau digunakan untuk menghasilkan produk kimia, beberapa daripadanya akan diangkut ke permukaan Bumi dari lombong dengan modal permulaan yang kurang diperlukan, kos operasi yang lebih rendah dan masa pembinaan yang kurang.
Walau bagaimanapun, aplikasi praktikal UCG masih dan terus dikekang oleh ketiadaan pengetahuan kuantitatif mengenai proses kimia itu sendiri. Namun, para jurutera mengambil kesempatan daripada saiz rongga yang digunakan untuk memegang arang batu untuk memaksimumkan tenaga panas yang dikeluarkan dengan memahami kebolehtelapan bahan rongga tanpa rongga yang hancur.
Pendahuluan dalam Gasifikasi Batu Bara
Pendahuluan dalam pengegasan arang batu sepanjang sejarah akan memastikan bahawa positif akan melampaui negatif arang batu kerana ia akan digunakan merentasi aplikasi. Pembaharuan melalui alam politik, sosial dan lain-lain akan membawa pengeluar untuk mengambil kira tenaga kerja manusia sebagai sumber modal dalam ekonomi untuk menghalang kos kepada kehidupan manusia bersama kemajuan sains dan teknologi.
Kemajuan akan datang dengan konflik seperti Pembunuhan Ludlow tahun 1914 di Colorado selatan, di mana Pengawal Kebangsaan Colorado membunuh 18 orang lelaki, wanita dan kanak-kanak manakala pelombong sedang mogok.
Menjelang tahun 1930-an ujian lapangan untuk cara terbaik untuk menggunakan arang batu dalam menghasilkan stim mula menyebar ke seluruh planet ini. USSR telah mempelopori teknologi pada tahun 1930-an, dan mereka kemudiannya merebak ke UK, Sepanyol, China, Belgium dan Amerika Syarikat dalam beberapa dekad yang akan datang. Kajian kebolehlaksanaan yang dilakukan penyelidik berusaha untuk memanfaatkan arang batu untuk meningkatkan kecekapan dan keberkesanannya.
Sebagai tindak balas kepada kekurangan gas asli pada tahun 1970-an dan 1980-an, para penyelidik telah bereksperimen dengan menggunakan gas lain seperti udara atau karbon dioksida, dan ini akan menyebabkan penggunaan gas hidrogen bersamaan dengan suhu tinggi dengan pemangkin.
Kaedah pengewangan batubara juga berusaha untuk menghilangkan kekotoran seperti belerang dan merkuri dari arang batu untuk menjadikannya sumber energi yang lebih efisien. Kaedah menggunakan tenaga lebih cekap menyebabkan kitar semula abu dari gasifikasi arang batu menjadi agregat konkrit dan bukannya ke tapak pelupusan.
Kitaran gabungan menggunakan stim yang dihasilkan daripada pengegasan arang batu untuk menggerakkan penjana kedua dan beroperasi pada kecekapan 45-50%, kadar 10-15% lebih tinggi daripada kilang pembuatan tradisional. Kitaran gabungan akan mengurangkan pelepasan karbon dioksida dan membawa kepada pembangunan yang lebih ekonomi seperti memisahkan karbon dioksida daripada gas lain yang dihasilkan.
Positif Moden dan Negatif Batu Bara
Inovasi dalam proses pengegasan batubara telah berusaha untuk melakukan perbaikan pada setiap langkah. Menentukan suhu yang bersesuaian di mana gasifier harus beroperasi akan membawa para penyelidik memantau shell luar ruang penggali menggunakan kamera inframerah.
Oleh itu, mereka boleh menganalisis suhu menggunakan sumber data suhu berterusan bersama faktor lain seperti bentuk gasifiers dan bahan yang digunakan. Teknologi dari pengeluar Pepperl + Fuchs kini menggunakan sistem sehingga 13 kamera di setiap gasifier untuk merekodkan ini.
Kemajuan ini menunjukkan bagaimana masyarakat boleh menimbang perkara yang baik dan perkara buruk tentang arang batu sepanjang sejarah.