La historia de los combustibles gaseosos , importantes para la iluminación, la calefacción y la cocina durante la mayor parte del siglo XIX y la primera mitad del siglo XX, comenzó con el desarrollo de la química analítica y neumática en el siglo XVIII. Estos " gases combustibles sintéticos " (también conocidos como "gas combustible manufacturado", "gas manufacturado" o simplemente "gas") se fabricaban mediante la gasificación de materiales combustibles, generalmente carbón, pero también madera y petróleo, calentándolos en hornos cerrados con una atmósfera pobre en oxígeno. Los gases combustibles generados eran mezclas de muchas sustancias químicas , entre ellas hidrógeno , metano , monóxido de carbono y etileno . El gas de hulla también contiene cantidades significativas de compuestos no deseados de azufre y amoníaco , así como hidrocarburos pesados , y debe purificarse antes de su uso.
Los primeros intentos de fabricar gas combustible de forma comercial se realizaron en el período 1795-1805 en Francia por Philippe LeBon , y en Inglaterra por William Murdoch . Aunque se pueden encontrar precursores, fueron estos dos ingenieros quienes elaboraron la tecnología con aplicaciones comerciales en mente. Frederick Winsor fue el actor clave detrás de la creación de la primera empresa de servicios públicos de gas, la Gas Light and Coke Company con sede en Londres , incorporada por carta real en abril de 1812.
Las empresas de gas manufacturado se fundaron primero en Inglaterra y luego en el resto de Europa y Norteamérica en la década de 1820. La tecnología aumentó en escala. Después de un período de competencia, el modelo de negocio de la industria del gas maduró en monopolios, donde una sola empresa proporcionaba gas en una zona determinada. La propiedad de las empresas variaba desde la propiedad municipal absoluta, como en Manchester, hasta corporaciones completamente privadas, como en Londres y la mayoría de las ciudades de Norteamérica. Las empresas de gas prosperaron durante la mayor parte del siglo XIX, generalmente generando buenos beneficios a sus accionistas, pero también fueron objeto de muchas quejas por el precio.
El uso más importante del gas manufacturado a principios del siglo XIX fue el alumbrado a gas , como un sustituto conveniente de las velas y las lámparas de aceite en el hogar. El alumbrado a gas se convirtió en la primera forma generalizada de alumbrado público . Para este uso, se necesitaban gases que ardieran con una llama muy luminosa, "gases de alumbrado", en contraste con otros usos (por ejemplo, como combustible) en los que la producción de calor era la consideración principal. En consecuencia, algunas mezclas de gases de baja luminosidad intrínseca, como el gas de agua azul , se enriquecieron con petróleo para hacerlas más adecuadas para el alumbrado público.
En la segunda mitad del siglo XIX, la industria del gas combustible manufacturado se diversificó desde la iluminación para incluir usos de calefacción y cocina. La amenaza de la luz eléctrica a finales de la década de 1870 y 1880 impulsó fuertemente esta tendencia. La industria del gas no cedió el mercado de la iluminación a gas a la electricidad de inmediato, ya que la invención de la manta Welsbach , una bolsa de malla refractaria calentada hasta la incandescencia por una llama mayormente no luminosa en su interior, aumentó drásticamente la eficiencia de la iluminación a gas. El acetileno también se utilizó desde aproximadamente 1898 para cocinar a gas e iluminación a gas (ver Lámpara de carburo ) en menor escala, aunque su uso también disminuyó con la llegada de la iluminación eléctrica y el GLP para cocinar. [1] Otros desarrollos tecnológicos a fines del siglo XIX incluyen el uso de gas de agua y la alimentación de máquinas, aunque estos no fueron adoptados universalmente.
En la década de 1890, se construyeron gasoductos desde los yacimientos de gas natural de Texas y Oklahoma hasta Chicago y otras ciudades, y el gas natural se utilizó para complementar los suministros de gas combustible manufacturado, hasta que finalmente lo desplazó por completo. El gas dejó de fabricarse en América del Norte en 1966 (con excepción de Indianápolis y Honolulu), mientras que continuó en Europa hasta la década de 1980. El "gas manufacturado" se está evaluando nuevamente como fuente de combustible, ya que las empresas de energía vuelven a considerar la gasificación del carbón como una forma potencialmente más limpia de generar energía a partir del carbón, aunque hoy en día es probable que estos gases se denominen " gas natural sintético ".
La química neumática se desarrolló en el siglo XVIII con el trabajo de científicos como Stephen Hales , Joseph Black , Joseph Priestley y Antoine-Laurent Lavoisier , entre otros. Hasta el siglo XVIII, el gas no se reconocía como un estado separado de la materia. Más bien, si bien se entendían algunas de las propiedades mecánicas de los gases, como lo ejemplifican los experimentos de Robert Boyle y el desarrollo de la bomba de aire , sus propiedades químicas no. Los gases se consideraban de acuerdo con la tradición aristotélica de los cuatro elementos, siendo el aire uno de los cuatro elementos fundamentales. Los diferentes tipos de aires, como los aires pútridos o el aire inflamable, se consideraban aire atmosférico con algunas impurezas, muy parecido al agua turbia.
Después de que Joseph Black se diera cuenta de que el dióxido de carbono era, de hecho, un tipo de gas completamente distinto del aire atmosférico, Henry Cavendish identificó otros gases, incluido el hidrógeno , en 1766. Alessandro Volta amplió la lista con su descubrimiento del metano en 1776. También se sabía desde hacía mucho tiempo que se podían producir gases inflamables a partir de la mayoría de los materiales combustibles, como el carbón y la madera, mediante el proceso de destilación . Stephen Hales, por ejemplo, había escrito sobre el fenómeno en Vegetable Staticks en 1722. En las dos últimas décadas del siglo XVIII, a medida que se descubrían más gases y las técnicas e instrumentos de la química neumática se volvían más sofisticados, varios filósofos e ingenieros naturales pensaron en utilizar gases en aplicaciones médicas e industriales. Uno de los primeros usos de este tipo fue la aerostación , a partir de 1783, pero pronto le siguieron otros usos. [2]
Uno de los resultados de la locura de los globos aerostáticos de 1783-1784 fue la primera implementación de iluminación con gas manufacturado. Un profesor de filosofía natural en la Universidad de Lovaina, Jan Pieter Minckeleers y dos de sus colegas recibieron el pedido de su mecenas, el duque de Arenberg , de investigar la aeronáutica. Así lo hicieron, construyendo aparatos para generar gases inflamables más ligeros que el aire a partir de carbón y otras sustancias inflamables. En 1785, Minckeleers utilizó algunos de estos aparatos para gasificar carbón para iluminar su sala de conferencias en la universidad. No extendió la iluminación con gas mucho más allá de esto, y cuando se vio obligado a huir de Lovaina durante la Revolución de Brabante , abandonó el proyecto por completo. [3]
Philippe LeBon fue un ingeniero civil francés que trabajaba en el cuerpo de ingenieros públicos y que, mientras estaba en la universidad, se interesó por la destilación como proceso industrial para la fabricación de materiales como el alquitrán y el petróleo. Se graduó en la escuela de ingeniería en 1789 y fue destinado a Angulema. Allí, investigó la destilación y se dio cuenta de que el gas producido en la destilación de madera y carbón podría ser útil para la iluminación, la calefacción y como fuente de energía en los motores. En 1794, obtuvo una patente para los procesos de destilación y continuó su investigación, hasta que finalmente diseñó un horno de destilación conocido como termolámpara . Solicitó y recibió una patente para esta invención en 1799, con una adición en 1801. Lanzó una campaña de marketing en París en 1801 imprimiendo un panfleto y alquilando una casa donde realizó demostraciones públicas con su aparato. Su objetivo era recaudar fondos suficientes de los inversores para lanzar una empresa, pero no logró atraer este tipo de interés, ni del estado francés ni de fuentes privadas. Se vio obligado a abandonar el proyecto y regresar al cuerpo de ingenieros civiles. Aunque el gobierno francés le dio una concesión forestal para experimentar con la fabricación de alquitrán a partir de madera para uso naval, nunca tuvo éxito con la lámpara térmica y murió en circunstancias inciertas en 1805. [4]
Aunque la lámpara térmica despertó cierto interés en Francia, fue en Alemania donde el interés fue mayor. En el período 1802-1812 se escribieron varios libros y artículos sobre el tema. También hubo lámparas térmicas diseñadas y construidas en Alemania, la más importante de las cuales fue obra de Zachaus Winzler, un químico austríaco que dirigía una fábrica de salitre en Blansko. Bajo el patrocinio de la aristocrática familia Zu Salm, construyó una gran lámpara en Brno. Se mudó a Viena para continuar con su trabajo. Sin embargo, la lámpara térmica se utilizó principalmente para fabricar carbón y no para la producción de gases. [5] [6]
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William Murdoch (a veces Murdock) (1754-1839) fue un ingeniero que trabajaba para la firma Boulton & Watt cuando, mientras investigaba los procesos de destilación en algún momento entre 1792 y 1794, comenzó a utilizar gas de hulla para la iluminación. Vivía en Redruth , en Cornualles, en ese momento, e hizo algunos experimentos a pequeña escala para iluminar su propia casa con gas de hulla. Pronto abandonó el tema hasta 1798, cuando se mudó a Birmingham para trabajar en la base de operaciones de Boulton & Watt en Soho . Boulton & Watt luego instigó otra serie de experimentos a pequeña escala. Con un litigio de patentes en curso y su negocio principal de máquinas de vapor que atender, el tema se abandonó una vez más. Gregory Watt, el segundo hijo de James Watt, mientras viajaba por Europa vio las demostraciones de Lebon y escribió una carta a su hermano, James Watt Jr. , informándole de este potencial competidor. Esto impulsó a James Watt Jr. a iniciar un programa de desarrollo de luz de gas en Boulton & Watt que ampliaría la tecnología y conduciría a las primeras aplicaciones comerciales de la luz de gas. [7] [8]
Después de una instalación inicial en la fundición Soho en 1803-1804, Boulton & Watt preparó un aparato para la firma textil Philips & Lee en Salford, cerca de Manchester, en 1805-1806. Esta sería su única venta importante hasta finales de 1808. George Augustus Lee fue una importante fuerza motivadora detrás del desarrollo del aparato. Tenía un ávido interés en la tecnología y había introducido una serie de innovaciones tecnológicas en la fábrica de Salford, como la construcción con armazón de hierro y la calefacción a vapor. Continuó fomentando el desarrollo de la tecnología de alumbrado a gas en Boulton & Watt. [7] [8]
La primera empresa que proporcionó gas manufacturado a los consumidores como servicio público fue la Gas Light and Coke Company, con sede en Londres . Fue fundada gracias a los esfuerzos de un emigrado alemán, Frederick Winsor , que había presenciado las demostraciones de Lebon en París. Había intentado sin éxito comprar una lámpara térmica a Lebon, pero quedó fascinado con la tecnología y decidió probar suerte, primero en su ciudad natal de Brunswick , y luego en Londres en 1804. Una vez en Londres, Winsor comenzó una intensa campaña para encontrar inversores para una nueva empresa que fabricaría aparatos de gas y vendería gas a los consumidores. Tuvo éxito en encontrar inversores, pero la forma jurídica de la empresa fue un problema más difícil. Por la Ley de la Burbuja de 1720, todas las sociedades anónimas por encima de un cierto número de accionistas en Inglaterra necesitaban recibir una carta real para constituirse, lo que significaba que se requería una ley del Parlamento.
Winsor llevó a cabo su campaña de forma intermitente hasta 1807, cuando los inversores constituyeron un comité encargado de obtener una ley del Parlamento. Prosiguieron con esta tarea durante los tres años siguientes, encontrando adversidades en el camino, la más importante de las cuales fue la resistencia de Boulton & Watt en 1809. Ese año, el comité hizo un serio intento de conseguir que la Cámara de los Comunes aprobara un proyecto de ley que facultara al rey para conceder la carta, pero Boulton & Watt sintió que su negocio de fabricación de aparatos de alumbrado a gas estaba amenazado y montó una oposición a través de sus aliados en el Parlamento. Aunque un comité parlamentario recomendó la aprobación, fue derrotado en la tercera lectura.
Al año siguiente, el comité lo intentó de nuevo y tuvo éxito gracias a la aquiescencia de Boulton & Watt, que renunció a todos los poderes para fabricar aparatos para la venta. La ley exigía que la empresa reuniera 100.000 libras antes de poder solicitar una autorización, condición que tardó dos años en cumplir. Jorge III concedió la autorización en 1812.
Desde 1812 hasta aproximadamente 1825, el gas manufacturado fue predominantemente una tecnología inglesa. Se fundaron varias nuevas empresas de gas para servir a Londres y otras ciudades del Reino Unido después de 1812. Liverpool, Exeter y Preston fueron las primeras en 1816. Pronto siguieron otras; en 1821, ninguna ciudad con una población de más de 50.000 habitantes carecía de luz de gas. Cinco años después, solo había dos ciudades de más de 10.000 habitantes que no tenían luz de gas. [9] En Londres, el crecimiento de la luz de gas fue rápido. Se fundaron nuevas empresas a los pocos años de la Gas Light and Coke Company, y siguió un período de intensa competencia a medida que las empresas competían por los consumidores en los límites de sus respectivas zonas de operaciones. Frederick Accum , en las diversas ediciones de su libro sobre la luz de gas, da una buena idea de la rapidez con la que se extendió la tecnología en la capital. En 1815, escribió que había 4000 lámparas en la ciudad, alimentadas por 26 millas (42 km) de tuberías. En 1819, elevó su estimación a 51.000 lámparas y 288 millas (463 km) de tuberías. Asimismo, en 1814 solo había dos fábricas de gas en Londres, y en 1822 había siete y en 1829 había 200 empresas. [7] : 72 El gobierno no reguló la industria en su conjunto hasta 1816, cuando una ley del Parlamento creó el puesto de inspector de fábricas de gas, cuyo primer titular fue Sir William Congreve . Incluso entonces, no se aprobaron leyes que regularan toda la industria hasta 1847, aunque se propuso un proyecto de ley en 1822, que fracasó debido a la oposición de las compañías de gas. [7] : 83 Sin embargo, las cartas aprobadas por el Parlamento contenían varias regulaciones, como la forma en que las empresas podían romper el pavimento, etc.
La primera compañía de gas de Francia también fue promovida por Frederick Winsor después de que tuvo que huir de Inglaterra en 1814 debido a deudas impagas. Intentó fundar otra compañía de gas en París, pero fracasó en 1819. El gobierno también estaba interesado en promover la industria, y en 1817 encargó a Chabrol de Volvic que estudiara la tecnología y construyera una planta prototipo, también en París. La planta proporcionó gas para iluminar el hospital Saint Louis y el experimento se consideró exitoso. [10] El rey Luis XVIII decidió entonces dar un mayor impulso al desarrollo de la industria francesa enviando gente a Inglaterra para estudiar la situación allí e instalar alumbrado de gas en varios edificios prestigiosos, como el edificio de la Ópera de París , la biblioteca nacional, etc. Se creó una empresa pública para este propósito en 1818. [11] Pronto siguieron las empresas privadas, y en 1822, cuando el gobierno tomó medidas para regular la industria, cuatro operaban en la capital. Las regulaciones aprobadas entonces impidieron que las empresas compitieran, y París quedó efectivamente dividido entre las distintas empresas que operaban como monopolios en sus propias zonas. [12]
La iluminación a gas se extendió a otros países europeos. En 1817, P. J. Meeus-Van der Maelen fundó una empresa en Bruselas y comenzó a operar al año siguiente. En 1822, había empresas en Ámsterdam y Róterdam que utilizaban tecnología inglesa. [13] En Alemania, la iluminación a gas se utilizó a pequeña escala a partir de 1816, pero la primera empresa de iluminación a gas fue fundada por ingenieros y capitales ingleses. En 1824, se fundó en Londres la Asociación Imperial Continental del Gas para establecer empresas de gas en otros países. Sir William Congreve, segundo baronet , uno de sus líderes, firmó un acuerdo con el gobierno en Hannover y las lámparas de gas se utilizaron en las calles por primera vez en 1826. [14]
La iluminación a gas se introdujo por primera vez en los EE. UU. en 1816 en Baltimore de la mano de Rembrandt y Rubens Peale, quienes iluminaron su museo con la luz de gas que habían visto en un viaje a Europa. Los hermanos convencieron a un grupo de personas adineradas para que los respaldaran en una empresa más grande. El gobierno local aprobó una ley que permitía a los Peale y sus socios colocar tuberías principales e iluminar las calles. En 1817 se constituyó una empresa para este propósito. Después de algunas dificultades con los aparatos y problemas financieros, la empresa contrató a un ingeniero inglés con experiencia en iluminación a gas. Comenzó a prosperar y, en la década de 1830, la empresa suministraba gas a 3000 clientes domésticos y 100 farolas. [15] Le siguieron empresas en otras ciudades, la segunda fue Boston Gas Light en 1822 y New York Gas Light Company en 1825. [16] Se construyó una fábrica de gas en Filadelfia en 1835. [17]
La Australian Gas Light Company , fundada en 1837, inauguró la primera fábrica de gas de Australia, en Millers Point, Sídney, en 1841. [18]
La iluminación a gas fue una de las tecnologías más debatidas de la primera revolución industrial. En París, ya en 1823, la controversia obligó al gobierno a diseñar normas de seguridad (Fressoz, 2007). Los residuos producidos a partir de carbón destilado solían ser vertidos a los ríos o almacenados en cuencas que contaminaban (y aún contaminan) el suelo. Una excepción temprana fue la fábrica de gas de Edimburgo, donde, a partir de 1822, los residuos se transportaban en camiones y luego se entubaban hasta la fábrica química de Bonnington , donde se procesaban para obtener productos valiosos. [19]
Sin embargo, la jurisprudencia del Reino Unido y los Estados Unidos ha establecido claramente que la construcción y el funcionamiento de una planta de gas no constituían una molestia pública ni un malum in se , debido a la reputación de las plantas de gas como vecinos altamente indeseables y a la contaminación nociva que se sabía que emanaba de ellas, especialmente en los primeros días del gas manufacturado, las plantas de gas recibieron un aviso extremadamente breve de los tribunales de que la contaminación (detectable) fuera de sus terrenos, especialmente en distritos residenciales, sería severamente mal vista. De hecho, muchas acciones para la reducción de molestias presentadas ante los tribunales dieron lugar a veredictos desfavorables para los fabricantes de gas: en un estudio sobre el derecho ambiental temprano, las acciones por molestias que involucraban a las plantas de gas dieron lugar a fallos a favor de los demandantes el 80% de las veces, en comparación con una tasa general de victoria de los demandantes del 28,5% en los casos de molestias industriales. [20]
En los casos relacionados con las plantas de gas se podían dictar, y se dictaban , medidas cautelares tanto preliminares como permanentes. Por ejemplo, la mala reputación de las plantas de gas se hizo tan conocida que en el caso City of Cleveland vs. Citizens' Gas Light Co. , 20 NJ Eq. 201 , un tribunal llegó al extremo de prohibir la construcción de una futura planta de gas que ni siquiera se había construido, impidiendo así que causara vapores y olores molestos y desagradables . La medida cautelar no sólo regulaba el proceso de fabricación del gas (prohibiendo el uso de purificación con cal), sino que también preveía que si de las plantas surgían molestias de cualquier tipo, el tribunal dictaría una medida cautelar permanente que prohibiera la producción de gas. [21] De hecho, como señaló una vez el Master of the Rolls , Lord Langdale , en su opinión en Haines v. Taylor , 10 Beavan 80 , me ha sorprendido bastante oír que los efectos de las plantas de gas se tratan como si no fueran nada... todo el mundo, en estos días, debe tener suficiente experiencia para poder llegar a la conclusión de que, independientemente de que sea una molestia o no, una fábrica de gas es algo muy desagradable. Nadie puede dudar de que los productos volátiles que surgen de la destilación del carbón son extremadamente ofensivos. Es totalmente contrario a la experiencia común decir que no lo son... todo el mundo lo sabe. [22] Sin embargo, a medida que fue pasando el tiempo, las plantas de gas comenzaron a verse más como un arma de doble filo -y finalmente como un bien positivo, a medida que las molestias anteriores fueron abatidas por las mejoras tecnológicas y los beneficios plenos del gas se hicieron evidentes. Hubo varios impulsos importantes que impulsaron este fenómeno:
Tanto la era de la consolidación de las plantas de gas mediante sistemas de distribución de alta presión (1900-1930) como el fin de la era del gas manufacturado (1955-1975) vieron el cierre de plantas de gas debido a redundancias. Lo que provocó el fin del gas manufacturado fue que comenzaron a construirse tuberías para llevar el gas natural directamente desde el pozo a los sistemas de distribución de gas. El gas natural era superior al gas manufacturado de esa época, ya que era más barato (se extraía de pozos en lugar de fabricarse en una planta de gas), más fácil de usar (al provenir del pozo requería poca o ninguna purificación) y más seguro (debido a la falta de monóxido de carbono en el producto distribuido). Al cerrar, pocas plantas de gas manufacturado se llevaron a un nivel aceptable de limpieza ambiental para permitir su reutilización, al menos según los estándares contemporáneos. De hecho, muchas fueron literalmente abandonadas en el lugar, con desechos del proceso dejados in situ y nunca eliminados adecuadamente. En Estados Unidos, un informe de la EPA de 1999 indica que existen entre 3.000 y 5.000 antiguas plantas de gas manufacturado en todo el país. [23]
Como los desechos producidos por las antiguas plantas de gas manufacturado eran de naturaleza persistente, a menudo (a fecha de 2009) todavía contaminaban el sitio de las antiguas plantas de gas manufacturado: el desecho que causa más preocupación hoy en día es principalmente el alquitrán de hulla (hidrocarburos aromáticos y alifáticos de cadena larga mezclados, un subproducto de la carbonización del carbón ), mientras que el "blue billy" (un subproducto nocivo de la purificación de la cal contaminado con cianuros), así como otros residuos de cal y alquitrán de hulla, se consideran riesgos ambientales menores, aunque significativos. Algunas antiguas plantas de gas manufacturado son propiedad de las empresas de gas en la actualidad, a menudo en un esfuerzo por evitar que los terrenos contaminados caigan en uso público y provoquen inadvertidamente la liberación de los desechos que contienen. Otras han caído en uso público y, sin una recuperación adecuada, han causado riesgos para la salud, a menudo graves, para sus usuarios. Cuando y donde sea necesario, las antiguas plantas de gas manufacturado están sujetas a leyes de remediación ambiental y pueden estar sujetas a limpiezas obligatorias por ley.
El diseño básico de los aparatos de gas para alumbrado público fue establecido por Boulton & Watt y Samuel Clegg en el período 1805-1812. Después de 1812, la Gas Light and Coke Company realizó mejoras adicionales, así como por parte de un número cada vez mayor de ingenieros de gas, como John Malam y Thomas Peckston. Boulton & Watt contribuyó con el diseño básico de la retorta, el condensador y el gasómetro, mientras que Clegg mejoró el gasómetro e introdujo la purificación con cal y la tubería hidráulica, otro purificador.
El banco de retortas era la construcción en la que se ubicaban las retortas para la carbonización (sinónimo de pirólisis) de la materia prima de carbón y la evolución del gas de carbón. A lo largo de los años de producción de gas manufacturado, se produjeron avances que hicieron que el banco de retortas pasara de ser poco más que un recipiente de hierro que contenía carbón sobre un fuego abierto a una planta enorme, altamente eficiente, parcialmente automatizada, a escala industrial y de gran inversión de capital para la carbonización de grandes cantidades de carbón. Por lo general, se ubicaban varios bancos de retortas en una única "casa de retortas", de las que había al menos una en cada fábrica de gas.
Inicialmente, los bancos de retortas tenían muchas configuraciones diferentes debido a la falta de un uso prolongado y de un conocimiento científico y práctico de la carbonización del carbón. Algunas de las primeras retortas eran poco más que recipientes de hierro llenos de carbón y colocados sobre un fuego de carbón con tubos unidos a sus extremos superiores. Aunque eran prácticos para las primeras plantas de gas, esto cambió rápidamente una vez que las primeras plantas de gas atendieron a más de unos pocos clientes. A medida que el tamaño de dichos recipientes aumentó, se hizo evidente la necesidad de eficiencia en el rellenado de las retortas y era evidente que llenar las retortas verticales de un solo extremo era fácil; retirar el coque y los residuos de ellas después de la carbonización del carbón era mucho más difícil. Por lo tanto, las retortas de gas pasaron de ser recipientes verticales a recipientes tubulares horizontales.
En sus inicios, las retortas solían estar hechas de hierro fundido. Los primeros ingenieros de gas experimentaron extensamente con la mejor forma, tamaño y configuración. Ninguna forma de retorta dominaba y se siguieron utilizando muchas secciones transversales diferentes. Después de la década de 1850, las retortas generalmente se hicieron de arcilla refractaria debido a una mayor retención de calor, mayor durabilidad y otras cualidades positivas. Las retortas de hierro fundido se usaban en pequeñas plantas de gas debido a su compatibilidad con las demandas de allí, con el menor costo de la retorta de hierro fundido, la capacidad de calentar rápidamente para satisfacer la demanda transitoria y las capacidades de reemplazo "plug and play". Esto compensaba las desventajas de una vida útil más corta, márgenes de temperatura más bajos y la falta de capacidad para fabricarse en formas no cilíndricas. Además, la práctica general de las plantas de gas después del cambio a las retortas de arcilla refractaria favorecía las retortas que tenían forma de "D" girada 90 grados hacia la izquierda, a veces con una sección inferior ligeramente inclinada.
Con la introducción de la retorta de arcilla refractaria, se pudieron mantener temperaturas más altas en los bancos de retorta, lo que llevó a una carbonización más rápida y completa del carbón. A medida que se hicieron posibles temperaturas más altas, se introdujeron métodos avanzados de cocción en bancos de retorta, catalizados por el desarrollo del horno de hogar abierto por Siemens , alrededor de 1855-1870, lo que llevó a una revolución en la eficiencia de las plantas de gas.
En concreto, los dos grandes avances fueron:
Estos dos avances convirtieron el antiguo banco de retortas de "encendido directo" en el avanzado banco de retortas de "encendido indirecto", "regenerativo" o "generativo", y el uso de coque de plomo en los bancos de retortas (en las plantas más grandes) pasó de representar más del 40% del coque producido por las retortas a solo el 15% del coque producido por las retortas, lo que llevó a una mejora de la eficiencia de un orden de magnitud. Estas mejoras implicaron un costo de capital adicional para el banco de retortas, lo que hizo que se incorporaran lentamente en las plantas de gas más pequeñas, si es que se incorporaron.
La eficiencia y la seguridad aumentaron aún más con la introducción de la retorta "pasante", que tenía una puerta en la parte delantera y trasera. Esto proporcionó una mayor eficiencia y seguridad en la carga y descarga de las retortas, que era un proceso que requería mucha mano de obra y a menudo era peligroso. Ahora se podía empujar el carbón fuera de la retorta, en lugar de sacarlo de ella. Una modificación interesante de la retorta "pasante" fue la retorta "inclinada", que alcanzó su apogeo en la década de 1880: una retorta colocada en una inclinación moderada, donde se vertía carbón en un extremo y se sellaba la retorta; después de la pirólisis, se abría el fondo y el coque se vertía por gravedad. Esta fue adoptada en algunas plantas de gas, pero los ahorros en mano de obra a menudo se veían contrarrestados por la distribución desigual y la pirólisis del carbón, así como por los problemas de aglutinación que provocaban que el carbón no se vertiera por el fondo después de la pirólisis, problemas que se agravaban en ciertos tipos de carbón. Como tal, las retortas inclinadas quedaron obsoletas ante los avances posteriores, incluida la máquina de manipulación de retortas y el sistema de retorta vertical.
Se introdujeron varios aparatos avanzados en las retortas para mejorar la eficiencia y la comodidad. El pico de clinker impulsado por aire comprimido o vapor resultó ser especialmente útil para retirar el clinker del área de combustión primaria de los bancos de combustión indirecta; anteriormente, el clinker era un proceso arduo y que consumía mucho tiempo y que utilizaba grandes cantidades de mano de obra en las retortas. Otra clase de aparatos que se introdujeron fueron los aparatos (y, en última instancia, las máquinas) para cargar y descargar las retortas. Las retortas se cargaban generalmente utilizando una pala alargada en la que se cargaba el carbón; luego, una cuadrilla de hombres levantaba la pala y la introducía en la retorta. Luego, los hombres rastrillaban el carbón hasta formar una capa de espesor uniforme y sellaban la retorta. Luego se producía gas y, entre 8 y 12 horas después, se abría la retorta y se extraía el carbón (en el caso de las retortas "de tapa") o se empujaba (en el caso de las retortas "de paso"). Por lo tanto, la sala de retortas requería una gran cantidad de mano de obra, ya que a menudo se necesitaban muchos hombres para llevar la pala que contenía carbón y cargar la retorta.
Desde la retorta, el gas pasaría primero por una "trampa" de alquitrán/agua (similar a una trampa de plomería) llamada tubería principal hidráulica, donde se libera una fracción considerable de alquitrán de hulla y el gas se enfría significativamente. Luego, pasaría por la tubería principal fuera de la casa de retortas hacia un condensador atmosférico o enfriado por agua, donde se enfriaría a la temperatura de la atmósfera o del agua utilizada. En este punto, ingresa a la casa de extracción y pasa por un "extractor", una bomba de aire que mantiene la tubería principal hidráulica y, en consecuencia, las retortas a una presión negativa (siendo la presión cero la atmosférica). Luego se lavaría en un "lavador" burbujeándolo a través de agua, para extraer cualquier alquitrán restante. Después de esto, ingresaría a un purificador. El gas estaría listo para su distribución y pasaría a un gasómetro para su almacenamiento.
Dentro de cada sala de retortas, los bancos de retortas se alineaban uno al lado del otro en una larga fila. Cada retorta tenía una puerta de carga y descarga. Fijado a cada puerta había un tubo de ascenso, para llevar el gas a medida que se desprendía del carbón en el interior. Estos tubos subían hasta la parte superior del banco donde terminaban en una "U" invertida con la pata de la "U" desapareciendo en una estructura larga en forma de canal (con una parte superior cubierta) hecha de hierro fundido llamada tubería hidráulica principal que se colocaba sobre la fila de bancos cerca de su borde delantero. Corría continuamente a lo largo de la fila de bancos dentro de la sala de retortas, y cada tubo de ascenso de cada retorta descendía en él.
El nivel de la tubería hidráulica era de una mezcla líquida de (inicialmente) agua, pero, después de su uso, también de alquitrán de hulla y licor amoniacal. Cada tubería de ascenso de la retorta descendía por debajo del nivel del agua al menos un poco, tal vez una pulgada, pero a menudo mucho más en los primeros días de la fabricación de gas. El gas que se desprendía de cada retorta burbujeaba así a través del líquido y emergía de él al vacío sobre el líquido, donde se mezclaba con el gas que se desprendía de las otras retortas y se extraía a través de la tubería principal hasta el condensador.
El sello líquido tenía dos propósitos: primero, extraer parte del alquitrán y el licor, ya que el gas de la retorta estaba cargado de alquitrán y la tubería principal hidráulica podía eliminarlo, hasta cierto punto; la eliminación adicional de alquitrán se llevaría a cabo en el condensador, el lavador/depurador y el extractor de alquitrán. Aun así, habría menos alquitrán con el que lidiar más tarde. En segundo lugar, el sello líquido también brindaba defensa contra la entrada de aire en la tubería principal hidráulica: si la tubería principal no tenía líquido en su interior y se dejaba una retorta abierta con la tubería no cerrada, y el aire se combinaba con el gas, la tubería principal podía explotar, junto con los bancos cercanos.
Sin embargo, después de los primeros años del gas, las investigaciones demostraron que un sellado excesivo y muy profundo en la tubería principal hidráulica generaba una contrapresión en todas las retortas a medida que el carbón se gasificaba, y esto tenía consecuencias perjudiciales: el carbono probablemente se depositaría en el interior de las retortas y las tuberías de ascenso; y la capa inferior de alquitrán por la que tendría que pasar el gas en una tubería principal profundamente sellada le quitaba al gas parte de su valor iluminante. Por ello, después de la década de 1860, las tuberías principales hidráulicas se instalaron con alrededor de 1 pulgada de sellado, y no más.
Los sistemas de retorta posteriores (muchos tipos de retortas verticales, especialmente las de funcionamiento continuo) que tenían otras protecciones contra el oxígeno, como válvulas de retención, etc., así como retortas más grandes, a menudo omitían por completo la tubería principal hidráulica y se dirigían directamente a los condensadores; como se podían usar otros aparatos y edificios para la extracción de alquitrán, la tubería principal era innecesaria para estos sistemas.
Condensadores refrigerados por aire
Los condensadores se enfriaban por aire o por agua. Los condensadores enfriados por aire solían estar formados por tramos irregulares de tuberías y conexiones. Las principales variedades de uso común se clasificaban de la siguiente manera:
(a) Tipos horizontales
(b) Tipos verticales
(c) Tipos anulares
(d) El condensador de la batería.
El condensador horizontal era una tubería principal extendida con una forma de zigzag que iba de un extremo al otro de una de las paredes de la retorta. Las conexiones con bridas eran esenciales, ya que era probable que se produjeran bloqueos por depósitos de naftaleno o de alquitrán. Los líquidos condensados fluían por las tuberías inclinadas en la misma dirección que el gas. Mientras el flujo de gas fuera lento, este era un método eficaz para la eliminación del naftaleno. Los condensadores de aire verticales tenían salidas para el gas y el alquitrán.
El condensador atmosférico anular era más fácil de controlar en lo que respecta a las tasas de enfriamiento. El gas en los cilindros verticales altos tenía forma anular y permitía que una superficie interior y otra exterior estuvieran expuestas al aire de enfriamiento. Las tuberías laterales diagonales transportaban el gas caliente a los extremos superiores de cada cilindro anular. Se instalaron válvulas de mariposa o compuertas en la parte superior de cada tubería de aire vertical, de modo que se pudiera regular la cantidad de enfriamiento.
El condensador de la batería era una caja larga y estrecha dividida internamente por placas deflectoras que hacían que el gas siguiera un curso tortuoso. El ancho de la caja era normalmente de unos 60 cm y pequeños tubos pasaban de un lado al otro formando la superficie de enfriamiento principal. Los extremos de estos tubos se dejaban abiertos para permitir el paso del aire. La obstrucción causada por los tubos desempeñaba un papel en la ruptura y el desprendimiento de los alquitranes suspendidos en el gas.
Por lo general, las plantas que utilizan tuberías y aparatos de hierro fundido permitían una superficie de 5 pies cuadrados por cada 1.000 pies cúbicos de gas producido por día. Esta área podía reducirse ligeramente cuando se utilizaba hierro forjado o acero dulce. [24]
Condensadores refrigerados por agua
Los condensadores refrigerados por agua se construían principalmente a partir de placas de acero dulce remachadas (que forman la carcasa exterior) y tubos de acero o hierro forjado. Se utilizaban dos tipos distintos:
(a) Condensadores multitubulares.
(b) Condensadores de tubos de agua.
A menos que el agua de refrigeración fuera excepcionalmente limpia, se prefería el condensador de tubos de agua. La principal diferencia entre el condensador multitubular y el de tubos de agua era que en el primero el agua pasaba por fuera y alrededor de los tubos que transportaban el gas caliente, y en el segundo tipo, ocurría lo contrario. Por lo tanto, cuando sólo se disponía de agua fangosa bombeada desde ríos o canales, se utilizaba el condensador de tubos de agua. Cuando el gas entrante estaba especialmente sucio y contenía una cantidad indeseable de alquitrán pesado, la cámara exterior era propensa a obstruirse por esta causa.
El gas caliente estaba saturado de vapor de agua y representaba la mayor parte del trabajo total de condensación. El vapor de agua tiene que perder grandes cantidades de calor, como lo hacía cualquier hidrocarburo licuable. Del trabajo total de condensación, el 87% se contabilizó en la eliminación del vapor de agua y el resto se utilizó para enfriar los gases permanentes y condensar el hidrocarburo licuable. [25]
Como en el gas también había partículas muy finas suspendidas, era imposible separar las partículas mediante una simple reducción de la presión de vapor. Antes de llegar a la planta de depuración húmeda, el gas se sometía a procesos para eliminar todos los restos de materia sólida o líquida. En algunas plantas se utilizaban separadores centrífugos, como el aparato Colman Cyclone.
Los condensados de hidrocarburos se eliminan en el orden siguiente: alquitranes pesados, alquitranes medios y, por último, alquitranes ligeros y niebla de aceite. Alrededor del 60-65% de los alquitranes se depositarían en el conducto hidráulico. La mayor parte de este alquitrán era alquitranes pesados. Los alquitranes medios se condensaron durante el paso de los productos entre el sistema hidráulico y el condensador. Los alquitranes más ligeros y la niebla de aceite viajarían considerablemente más lejos.
En general, la temperatura del gas en la tubería hidráulica varía entre 140 y 160 ° F. Los componentes más propensos a perderse eran el benceno, el tolueno y, en cierta medida, el xileno, que tenían un efecto importante en el poder de iluminación final del gas. Los alquitranes eran perjudiciales para el poder de iluminación y se aislaban del gas lo más rápidamente posible. [26]
Se mantuvo el sistema hidráulico principal y el condensador a presión negativa.
Existían varios tipos de extractores:
Extracciones finales de fracciones deletéreas menores.
Los depuradores que utilizaban agua se diseñaron en los 25 años posteriores a la fundación de la industria. Se descubrió que la eliminación del amoniaco del gas dependía de la forma en que el gas a purificar entraba en contacto con el agua. Se descubrió que esto se realizaba mejor con el depurador de torre. Este depurador consistía en un recipiente cilíndrico alto, que contenía bandejas o ladrillos apoyados sobre rejillas. El agua, o el licor de gas débil, goteaba sobre estas bandejas, manteniendo así las superficies expuestas completamente mojadas. El gas a purificar pasaba por la torre para entrar en contacto con el líquido. En 1846, George Lowe patentó un dispositivo con tuberías perforadas giratorias para suministrar agua o licor purificador. En una fecha posterior, Paddon introdujo el depurador de lavado rotatorio, que lo utilizó en Brighton alrededor de 1870. A esta máquina prototipo le siguieron otras de construcción mejorada; En particular, Kirkham, Hulett y Chandler, que introdujeron el conocido depurador de agua estándar, Holmes, de Huddersfield, y otros, han desarrollado el depurador de agua de torre y el depurador de agua rotatorio, que permitieron eliminar por completo el amoníaco del gas. [7]
El gas de carbón que salía directamente de la planta era una mezcla nociva de sustancias químicas, y la eliminación de las fracciones más nocivas era importante para mejorar la calidad del gas, evitar daños a los equipos o las instalaciones y recuperar los ingresos de la venta de las sustancias químicas extraídas. La presencia de varias fracciones ofensivas en un gas distribuido podía provocar problemas: el alquitrán en el gas distribuido podía obstruir las tuberías (y podía venderse a buen precio), los vapores amoniacales en el gas podían provocar problemas de corrosión (y el sulfato de amonio extraído era un buen fertilizante), los vapores de naftaleno en el gas podían obstruir las tuberías de gas e incluso se sabía que el dióxido de carbono en el gas reducía la iluminación; por lo tanto, varias instalaciones dentro de las plantas de gas se encargaron de la eliminación de estos efluentes nocivos. Pero estos no se comparan con el contaminante más peligroso del gas de carbón en bruto: el sulfuro de hidrógeno ( sulfuro de hidrógeno , H2S ) . Esto se consideró inaceptable por varias razones:
Por ello, la eliminación del sulfuro de hidrógeno se consideraba una prioridad máxima en la planta de gas. Para ello existía una instalación especial, denominada purificador, que era la instalación más importante de la planta de gas, si no se incluye el banco de retortas.
Originalmente, los purificadores eran simples tanques de agua de cal, también conocida como crema o leche de cal, [27] por donde se hacía burbujear el gas crudo del banco de retortas para eliminar el sulfureto de hidrógeno. Este proceso original de purificación se conocía como el proceso de "cal húmeda". El residuo de cal que quedaba del proceso de "cal húmeda" era uno de los primeros "residuos tóxicos" verdaderos, un material llamado " blue billy ". Originalmente, los desechos de la casa depuradora se arrojaban a un cuerpo de agua cercano, como un río o un canal. Sin embargo, después de la muerte de peces, la forma nauseabunda en que hacía que los ríos apestaran y el hedor verdaderamente horrendo causado por la exposición a los residuos si el río estaba bajo, el público clamó por mejores medios de eliminación. Por lo tanto, se amontonaron en montones para su eliminación. Algunos empresarios emprendedores del sector del gas intentaron venderlo como herbicida, pero la mayoría de la gente no quería saber nada de él y, en general, se lo consideraba un residuo maloliente y venenoso, con el que las fábricas de gas no podían hacer mucho más que enterrarlo. Pero ese no era el fin del "blue billy", ya que después de enterrarlo, la lluvia solía caer sobre el lugar de enterramiento y filtraba el veneno y el hedor de los residuos enterrados, que podían escurrirse hacia los campos o los arroyos. Después de innumerables fiascos con el "blue billy" que contaminaba el medio ambiente, un público furioso, ayudado por tribunales, jurados, jueces y magistrados, a menudo estaba muy dispuesto a exigir que las fábricas de gas buscaran otros métodos de purificación, e incluso que pagaran los daños causados por sus viejos métodos de purificación.
Esto condujo al desarrollo del proceso de purificación de "cal seca", que era menos eficaz que el proceso de "cal húmeda", pero tenía consecuencias menos tóxicas. Aun así, era bastante nocivo. La cal apagada (hidróxido de calcio) se colocaba en capas gruesas sobre bandejas que luego se insertaban en una torre purificadora cuadrada o cilíndrica por la que se hacía pasar el gas, de abajo a arriba. Una vez que la carga de cal apagada había perdido la mayor parte de su eficacia de absorción, se cerraba el purificador y se dejaba pasar el gas y se abría o se introducía aire en el interior. Inmediatamente, la cal apagada impregnada de azufre reaccionaba con el aire para liberar grandes concentraciones de hidrógeno sulfurado, que luego salía en forma de nube de la sala de purificación y hacía que la fábrica de gas y el distrito apestaran a hidrógeno sulfurado. Aunque era tóxico en concentraciones suficientes o en exposiciones prolongadas, el sulfureto era generalmente nauseabundo en exposiciones breves en concentraciones moderadas y sólo representaba un riesgo para la salud (en comparación con el peligro absoluto del "bicho azul") para los empleados de las plantas de gas y los vecinos de las mismas. La cal sulfurada no era tóxica, pero tampoco muy deseada, tenía un ligero olor a sulfureto y se esparcía como fertilizante de baja calidad, ya que estaba impregnada con amoníaco en cierta medida. Los escandalosos hedores de muchas plantas de gas hicieron que muchos ciudadanos las consideraran molestias públicas y atrajeron la atención de los reguladores, los vecinos y los tribunales.
El problema del gas se resolvió finalmente con el proceso del "mineral de hierro". Los ingenieros emprendedores de las plantas de gas descubrieron que el mineral de hierro de las turberas podía utilizarse para eliminar el hidrógeno sulfurado del gas, y no sólo podía utilizarse para ello, sino que podía utilizarse en el purificador, expuesto al aire, de donde se rejuvenecería, sin emitir gas sulfurado nocivo, ya que el azufre quedaría retenido en el mineral de hierro. Después, podría reintroducirse en el purificador y reutilizarse y rejuvenecerse varias veces, hasta que estuviera completamente impregnado de azufre. Entonces podría venderse a las plantas de ácido sulfúrico por un pequeño beneficio. A veces todavía se utilizaba cal después de que el mineral de hierro hubiera eliminado completamente el sulfureto de hidrógeno, para eliminar el ácido carbónico (dióxido de carbono, CO2 ) , el bisulfuro de carbono ( disulfuro de carbono , CS2 ) y cualquier amoníaco que todavía se formara en forma de aerosol después de su paso por las plantas. Pero ya no era tan nocivo como antes y, por lo general, podía obtenerse un rendimiento decente como fertilizante cuando se impregnaba con amoníaco. Esto finalmente resolvió los mayores problemas de contaminación de las plantas de gas, pero aún quedaban problemas menores, ninguno que la casa depuradora pudiera resolver.
Los diseños de purificadores también pasaron por diferentes etapas a lo largo de los años.
Los gasómetros se construían con distintos materiales: ladrillo, piedra, hormigón, acero o hierro forjado. El recipiente o depósito flotante es el depósito de almacenamiento del gas y sirve para igualar la distribución del gas bajo presión y garantizar la continuidad del suministro mientras el gas permanece en el recipiente. Son cilíndricos como un vaso de precipitados invertido y se mueven hacia arriba y hacia abajo en el tanque. Para mantener una posición vertical verdadera, el recipiente tiene rodillos que funcionan sobre rieles guía unidos a los lados del tanque y a las columnas que rodean el gasómetro.
Los gasómetros pueden ser simples o telescópicos, con dos o más elevaciones. Cuando se fabrican en forma telescópica, su capacidad puede aumentarse hasta cuatro veces la capacidad del gasómetro de elevación simple para dimensiones iguales de tanque. Se descubrió que las versiones telescópicas eran útiles, ya que ahorraban espacio en el suelo y capital. [28]
La fábrica de gas contaba con numerosos pequeños accesorios e instalaciones para facilitar diversas tareas de gestión del gas o servicios auxiliares.
A medida que pasaron los años, las calderas (para producir vapor) se volvieron extremadamente comunes en la mayoría de las plantas de gas, excepto las de pequeño tamaño; las plantas más pequeñas a menudo usaban motores de combustión interna alimentados con gas para realizar algunas de las tareas que el vapor realizaba en las plantas más grandes.
El vapor se utilizaba en muchas áreas de las plantas de gas, incluyendo: Para el funcionamiento del extractor; Para limpiar el carbón de pirólisis y la escoria de las retortas y para el clinkerizado del productor del banco; Para el funcionamiento de los motores utilizados para transportar, comprimir aire, cargar sistemas hidráulicos o impulsar dinamos o generadores que producen corriente eléctrica; Para ser inyectado debajo de la parrilla del productor en el banco de combustión indirecta, a fin de evitar la formación de clinker y ayudar en la reacción de cambio de agua-gas, asegurando una combustión secundaria de alta calidad; Como reactivo en la planta de gas de agua (carburada), así como para impulsar el equipo de la misma, como los numerosos sopladores utilizados en ese proceso, así como el rociador de aceite para el carburador; Para el funcionamiento de bombas de fuego, agua, líquido, licor y alquitrán; Para el funcionamiento de motores que impulsan cintas transportadoras de carbón y coque; Para limpiar obstrucciones químicas en tuberías, incluyendo naftaleno y alquitrán, así como para la limpieza general de equipos; Para calentar edificios fríos en las fábricas, para mantener la temperatura de las tuberías de proceso y evitar la congelación del agua del gasómetro o la congelación de diversos tanques y pozos químicos.
Los recuperadores de calor también se pueden clasificar como calderas. A medida que la industria del gas aplicó principios de diseño científicos y racionales a sus equipos, la importancia de la gestión térmica y la captura de los procesos se hizo común. Incluso las pequeñas plantas de gas comenzaron a utilizar generadores de recuperación de calor, ya que se podía generar una buena cantidad de vapor de forma "gratuita" simplemente capturando los residuos térmicos del proceso mediante tubos metálicos llenos de agua insertados en un conducto de humos estratégico.
Con la llegada de la era eléctrica, las plantas de gas comenzaron a utilizar electricidad (generada en el lugar) para muchas de las funciones menores de las plantas que antes se realizaban con motores de vapor o de gas, que eran poco prácticos e ineficientes para usos pequeños, de potencia inferior a la de los caballos, sin conexiones mecánicas complejas y propensas a fallas. A medida que se conocieron los beneficios de la iluminación eléctrica, las progresivas plantas de gas a veces se diversificaron también para la generación eléctrica, ya que el coque para generar vapor se podía conseguir en el lugar a precios bajos y ya se estaban construyendo calderas.
Según Meade, las fábricas de gas de principios del siglo XX solían tener carbón disponible para varias semanas. Esta cantidad podía causar grandes problemas, porque el carbón era propenso a la combustión espontánea cuando se apilaba en grandes pilas, especialmente si llovía sobre ellas, debido a que la capa protectora de polvo del carbón se desprendía, dejando expuesta toda la superficie porosa del carbón, compuesta de carbón ligeramente o altamente activado; en una pila pesada con malas características de transferencia de calor, el calor generado podía provocar una ignición. Pero el almacenamiento en espacios confinados con aire ocluido tampoco estaba muy bien visto, ya que la eliminación del calor residual sería difícil y, si se iniciara un incendio, podría formarse monóxido de carbono altamente tóxico a través de la reacción agua-gas, causada por permitir que el agua pase sobre carbón extremadamente caliente (H2O + C = H2 + CO), lo que sería peligroso en el exterior, pero mortal en un espacio confinado.
El almacenamiento de carbón se diseñó para aliviar este problema. Se utilizaban generalmente dos métodos de almacenamiento: bajo el agua o en instalaciones cubiertas al aire libre. A las pilas cubiertas al aire libre, a veces también se les aplicaban accesorios de refrigeración; por ejemplo, medios para permitir la circulación del aire a través de las profundidades de la pila y la evacuación del calor. Las cantidades de almacenamiento variaban, a menudo debido a las condiciones locales. Las fábricas en áreas con conflictos industriales a menudo almacenaban más carbón. Otras variables incluían la seguridad nacional; por ejemplo, la fábrica de gas de Tegel en Berlín tenía alrededor de un millón de toneladas de carbón (seis meses de suministro) en gigantescas instalaciones de almacenamiento submarino de media milla de largo (Meade 2e, p. 379).
El encendido a máquina o el encendido a motor se utilizaban para sustituir la mano de obra y minimizar las interrupciones debidas a disputas laborales. Cada retorta requería normalmente dos grupos de tres fogoneros. Dos de los fogoneros debían levantar la punta de la pala para introducirla en la retorta, mientras que el tercero la empujaba y la giraba. El carbón se introducía por cada lado de la retorta. El coque producido también se retiraba por ambos lados. Las cuadrillas de fogoneros trabajaban turnos de 12 horas, aunque el trabajo no era continuo. El trabajo también era estacional, y se necesitaba ayuda extra en invierno. El encendido a máquina requería una colocación más uniforme de las retortas. El aumento del coste de la mano de obra aumentó el margen de beneficio en la experimentación y la implantación del encendido a máquina. [29]
Las industrias químicas demandaban alquitrán de hulla y las plantas de gas podían proporcionárselo, por lo que el alquitrán de hulla se almacenaba en grandes tanques subterráneos. Por lo general, se trataba de tanques de metal de una sola pared, es decir, si no eran de mampostería porosa. En aquellos días, las fugas subterráneas de alquitrán se consideraban un mero desperdicio de alquitrán; lo que no se ve, no se piensa; y esas fugas generalmente solo se abordaban cuando la pérdida de ingresos por las fugas de alquitrán en los "pozos", como se los llamaba a veces, superaba el costo de reparación de la fuga.
También se almacenaba licor amoniacal en depósitos similares. En ocasiones, la fábrica de gas contaba con una planta de sulfato de amonio para convertir el licor en fertilizante, que se vendía a los agricultores.
Este medidor de gas a gran escala medía con precisión el gas que salía de la fábrica hacia la red. Era de suma importancia, ya que la fábrica de gas equilibraba la cuenta del gas entregado con la cantidad de gas pagado y se esforzaba por detectar por qué y cómo variaban entre sí. A menudo se combinaba con un regulador dinámico para mantener la presión constante, o incluso para modular la presión en momentos específicos (a veces se utilizaba una serie de picos de presión rápidos con farolas equipadas adecuadamente para encenderlas o apagarlas automáticamente a distancia).
Este dispositivo inyectaba una fina niebla de nafta en el gas saliente para evitar la cristalización del naftaleno en la tubería principal y su consiguiente obstrucción. Se descubrió que la naftaleno era un disolvente bastante eficaz para estos fines, incluso en pequeñas concentraciones. Cuando surgían problemas con el naftaleno, como sucedió ocasionalmente incluso después de la introducción de este pequeño carburador, se enviaba un equipo de trabajadores para que inyectaran vapor en la tubería principal y disolvieran la obstrucción; aún así, antes de su introducción, el naftaleno era una molestia muy importante para las fábricas de gas.
Este dispositivo, accionado por un motor de vapor o de gas, comprimía el gas para inyectarlo en las tuberías de alta presión, que a principios del siglo XX comenzaron a utilizarse para transportar gas a mayores distancias hasta las tuberías de baja presión individuales que abastecían a los usuarios finales. Esto permitió que las plantas abastecieran una zona más amplia y lograran economías de escala.
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Hatheway, Allen W. "Literature of Manufactured Gas". Retrieved 27 May 2012.