La gazéification du charbon est le processus de production de gaz de synthèse à partir de charbon et d'eau, d'air et/ou d'oxygène.
Historiquement, le charbon était rendu gazeux pour produire du gaz de houille, également appelé « gaz de ville ». Le gaz de charbon est combustible et était utilisé pour le chauffage et l'éclairage municipal au , avant l'avènement de l'extraction à grande échelle du gaz naturel des puits de pétrole.
Dans la configuration actuelle, les installations de gazéification du charbon à grande échelle sont principalement destinées à la production d'électricité ou à la production de matières premières chimiques. L'hydrogène obtenu à partir de la gazéification du charbon peut être utilisé dans diverses applications telles que la production d'ammoniac, l'alimentation d'une économie d'hydrogène ou la valorisation des combustibles fossiles.
D'autre part, le gaz de synthèse dérivé du charbon peut être converti en carburants de transport tels que l'essence et le gazole grâce à un traitement supplémentaire, ou en méthanol, qui lui-même peut être utilisé comme carburant de transport ou additif pour carburant, ou converti en essence.
Le gaz naturel issu de la gazéification du charbon peut être refroidi jusqu'à ce qu'il se liquéfie pour être utilisé comme combustible dans le secteur des transports..
Histoire Dans le passé, le charbon était transformé en gaz de ville, qui était acheminé aux clients pour être brûlé pour l'éclairage, le chauffage et la cuisson. Les prix élevés du pétrole et du gaz naturel ont suscité un intérêt accru pour les technologies de « conversion de BTU » telles que la gazéification, la méthanisation et la liquéfaction. La était une société financée par le gouvernement américain, créée en 1980 pour créer un marché pour des alternatives aux combustibles fossiles importés (comme la gazéification du charbon). La société a été dissoute en 1985.
Débuts de la production de gaz de charbon par carbonisation droite|vignette|Lampadaire à gaz dans le centre historique de Wrocław, Pologne. Le scientifique flamand Jean-Baptiste Van Helmont a utilisé le nom de « gaz » dans ses Origines de la médecine () pour décrire sa découverte d'un « esprit sauvage » qui s'échappait du bois et du charbon chauffés, et qui « différait peu du chaos des anciens ». Des expériences similaires ont été menées en 1681 par Johann Becker de Munich et en 1684 par John Clayton de Wigan, en Angleterre. Ce dernier l'appelait « L'esprit du charbon ». L'ingénieur William Murdoch (plus tard connu sous le nom de Murdock) a découvert de nouvelles façons de fabriquer, de purifier et de stocker le gaz. Entre autres, il a illuminé sa maison à Redruth et son cottage à Soho, Birmingham en 1792, l'entrée des locaux des commissaires de police de Manchester en 1797, l'extérieur de l'usine de Boulton et Watt à Birmingham, et une grande filature de coton à Salford, Lancashire en 1805..
Le professeur Jan Pieter Minckeleers a éclairé sa salle de conférence à l'Université de Louvain en 1783 et Lord Dundonald a illuminé sa maison à Culross, en Écosse, en 1787, le gaz étant transporté dans des récipients scellés provenant des usines de goudron locales. En France, Philippe Lebon fait breveter un foyer à gaz en 1799 et fait la démonstration de l'éclairage public en 1801. D'autres manifestations ont suivi en France et aux États-Unis, mais il est généralement reconnu que la première usine à gaz commerciale a été construite par la London and Westminster Gas Light and Coke Company sur Great Peter Street en 1812 en posant des tuyaux en bois pour éclairer le pont de Westminster avec des lampes à gaz, le soir du Nouvel An en 1813. En 1816, Rembrandt Peale et quatre autres personnes fondèrent la Gas Light Company de Baltimore, la première entreprise de fabrication de gaz en Amérique. En 1821, le gaz naturel était utilisé commercialement à Fredonia, New York. La première usine à gaz allemande a été construite à Hanovre en 1825 et en 1870, il y avait à gaz en Allemagne qui produisaient du gaz de ville à partir de charbon, de bois, de tourbe et d'autres matériaux.
Les conditions de travail à l'usine de Horseferry Road de la Gas Light and Coke Company, à Londres, dans les années 1830, ont été décrites par une journaliste française, Flora Tristan, dans ses Promenades Dans Londres :
Le premier approvisionnement public en gaz était assuré par , chacune avec trois globes de verre le long du Pall Mall, à Londres en 1807. Le mérite en revient à l'inventeur et entrepreneur Fredrick Winsor et au plombier Thomas Sugg, qui ont fabriqué et posé les tuyaux. Le creusement des rues pour y poser des canalisations a nécessité une loi particulière, ce qui a retardé le développement de l'éclairage public et du gaz à usage domestique. Pendant ce temps, William Murdoch et son élève Samuel Clegg installaient un éclairage au gaz dans les usines et les lieux de travail, sans rencontrer de tels obstacles.
Débuts de la production de gaz de charbon par gazéification Dans les années 1850, toutes les villes de taille petite à moyenne disposaient d'une usine à gaz pour l'éclairage des rues. Les clients abonnés pourraient également avoir des canalisations vers leurs maisons. À cette époque, l'éclairage au gaz est rentré dans les mœurs. La lumière au gaz s'est répandue dans la classe moyenne et plus tard sont venues les cuisinières et les cuisinières à gazVoir . Ce document montre la croissance rapide des services publics locaux de gaz et d'électricité pour fournir de la lumière, et plus tard d'autres utilisations, dans le nord de l'État de New York au cours de la seconde moitié du ..
Les années 1860 ont été l'âge d'or du développement du gaz de charbon. Des scientifiques comme Kekulé et Perkin ont percé les secrets de la chimie organique pour révéler comment le gaz est fabriqué et quelle est sa composition. De là sont nées de meilleures usines à gaz et les colorants violets de Perkin, comme la mauvéine. Dans les années 1850, des procédés de fabrication de gaz de producteur et de gaz à l'eau à partir de coke ont été développés. L'eau gazeuse non enrichie peut être décrite comme l'eau bleue (BWG).
Le gaz Mond, développé dans les années 1850 par Ludwig Mond, était un gaz de production fabriqué à partir de charbon au lieu de coke. Il contenait de l'ammoniac et du goudron de houille et était traité pour récupérer ces précieux composés.
Le Blue Water Gas (BWG) brûle avec une flamme non lumineuse, ce qui le rend impropre à l'éclairage. Le (CWG), développé dans les années 1860, est un BWG enrichi de gaz obtenus par pulvérisation d'huile dans une cornue chaude. Il a un pouvoir calorifique plus élevé et brûle avec une flamme lumineuse.
Le processus de gaz à l'eau carburée a été amélioré par Thaddeus S. C. Lowe en 1875. Le gazole était fixé dans le BWG par thermocraquage dans le carburateur et le surchauffeur du groupe électrogène CWG. Le CWG était la technologie dominante aux États-Unis des années 1880 aux années 1950, remplaçant la gazéification du charbon. CWG a un CV de soit un peu plus de la moitié de celui du gaz naturel.
Développement de l'industrie du gaz de charbon au Royaume-Uni L'avènement de l'éclairage au gaz incandescent dans les usines, les maisons et dans les rues, remplaçant les lampes à huile et les bougies par une lumière claire et constante, correspondant presque à la lumière du jour dans sa couleur, a transformé la nuit en jour pour beaucoup, rendant possible le travail de nuit dans les industries nécessitant de l'éclairage comme la filature, le tissage et la confection de vêtements, etc. La signification sociale de ce changement est difficile à apprécier pour les générations élevées avec un éclairage après la tombée de la nuit disponible en appuyant sur un interrupteur. Non seulement la production industrielle s'est accélérée, mais les rues ont été sécurisées, les relations sociales facilitées et la lecture et l'écriture généralisées. Des usines à gaz ont été construites dans presque toutes les villes, les rues principales étaient éclairées et le gaz était acheminé dans les rues jusqu'à la majorité des ménages urbains. L'invention du compteur à gaz et du compteur à prépaiement à la fin des années 1880 a joué un rôle important dans la vente de gaz de ville aux clients domestiques et commerciaux.
droite|vignette| 1934 cuisinière à gaz en Angleterre. L'éducation et la formation de la main-d'œuvre nombreuse, les tentatives de standardisation des pratiques de fabrication et commerciales et la modération de la rivalité commerciale entre les sociétés d'approvisionnement ont incité la fondation d'associations de gestionnaires de gaz, d'abord en Écosse en 1861. Une association britannique des gestionnaires de gaz a été formée en 1863 à Manchester et, après une histoire mouvementée, est devenue la fondation de l'Institute of Gas Engineers (IGE). En 1903, reformée, elle a lancé des cours pour les étudiants de fabrication de gaz dans le City and Guilds of London Institute. L'IGE a obtenu la Charte royale en 1929. Les universités ont été lentes à répondre aux besoins de l'industrie et ce n'est qu'en 1908 que la première chaire des industries du charbon, du gaz et du combustible a été fondée à l'Université de Leeds. En 1926, la Gas Light and Coke Company a ouvert Watson House à côté de l'usine à gaz de Nine Elms. Au départ, il s'agissait d'un Laboratoire de recherche. Plus tard, il comprenait un centre de formation d'apprentis mais sa principale contribution était ses installations d'essai d'appareils à gaz, qui étaient mises à la disposition de l'ensemble de l'industrie, y compris les fabricants d'appareils à gaz. À l'aide de cette installation, l'industrie a établi non seulement des normes de sécurité, mais également des normes de performance pour la fabrication d'appareils à gaz et leur entretien dans les maisons des clients et les locaux commerciaux.
Pendant la Première Guerre mondiale, les sous-produits de l'industrie gazière, le phénol, le toluène, l'ammoniac et les composés soufrés étaient des ingrédients précieux pour les explosifs. Une grande partie du charbon destiné aux usines à gaz était expédié par mer et était vulnérable aux attaques ennemies. L'industrie du gaz était un gros employeur de commis, principalement des hommes avant la guerre. Mais l'avènement de la machine à écrire et de la dactylo a apporté un autre changement social important qui, contrairement à l'emploi des femmes dans l'industrie en temps de guerre, aura des effets durables.
L'entre-deux-guerres est marqué par le développement de la cornue verticale continue qui remplace de nombreuses cornues horizontales alimentées par lots. Il y avait des améliorations dans le stockage, en particulier le waterless gazomètre, et la distribution avec l'avènement des tubes en acier de pour transporter le gaz jusqu'à comme conduites d'alimentation par rapport aux tuyaux en fonte traditionnels fonctionnant à une moyenne de de jauge d'eau (500-750 Pa). Le benzole comme carburant pour véhicules et le goudron de houille comme principale matière première de l'industrie chimique organique émergente ont procuré à l'industrie du gaz des revenus substantiels. Le pétrole a supplanté le goudron de houille comme matière première principale de l'industrie chimique organique après la Seconde Guerre mondiale et la perte de ce marché a contribué aux problèmes économiques de l'industrie du gaz après la guerre.