O que é SynGas?

Por Kris WalkerFev 26 2013

‘Syngas’ ou ‘gás de síntese’ é uma combinação de hidrogénio, monóxido de carbono, pequenas quantidades de dióxido de carbono e outros gases vestigiais. Normalmente derivado de matérias-primas, o Syngas contém carbono, tais como biomassa, gás natural, óleo pesado e carvão. Ao criar gás natural sintético e produzir metanol ou amônia.

Syngas é produzido como resultado da gaseificação de um combustível contendo carbono para um produto gasoso que tem valor de aquecimento. Se o syngas contém nitrogênio, ele deve ser separado, pois tanto o nitrogênio quanto o monóxido de carbono têm pontos de ebulição similares e será difícil recuperar o monóxido de carbono puro através do processamento criogênico.

Syngas tem 50% da densidade energética do gás natural e, portanto, pode ser queimado e usado como fonte de combustível. O refinamento do syngas antes do uso permite que o CO2 seja removido do gás bruto, permitindo assim o uso do CO2 em processos aprimorados de recuperação de petróleo.

Produção de Syngas

A produção de syngas inclui as seguintes fases:

A Fase de Aquecimento

A primeira etapa é a gaseificação, um processo termoquímico no qual as matérias-primas ricas em carbono como o petro-coque, biomassa ou carvão são convertidas num composto gasoso constituído por monóxido de carbono e hidrogénio sob condições de alto calor, alta pressão e esgotamento do oxigénio.

Muitas altas temperaturas de gaseificação, normalmente entre 800 e 1500°C (1472 e 2732°F) são obtidas com a ajuda de uma fonte externa de calor ou através da oxidação parcial da matéria prima que libera calor.

A Fase de Reação

A matéria prima reage com dióxido de carbono, vapor de água e oxigênio durante a gaseificação. A reação é desencadeada pela decomposição térmica para materiais ricos em oxigênio.

O fluxo de processo para a produção da Syngas pela gaseificação da biomassa – Créditos de Imagem: www.iprt.iastate.edu

A Fase de Purificação

O gás obtido da gaseificação é bruto e não limpo o suficiente para ser utilizado. É realizado um processo de purificação para eliminar impurezas como cinzas, alcatrão, compostos de enxofre, metano, vapor de água e dióxido de carbono. A proporção hidrogênio-oxigênio é ajustada após a purificação dependendo das aplicações dos processos de síntese.

A Fase Catalítica

Metais como ferro, manganês, cobalto, cobre e novas moléculas complexas são formados quando o syngas está em contato com diferentes catalisadores. Os cientistas estão experimentando com vários catalisadores para encontrar novas formas de criar combinações moleculares já existentes. Desta forma, é possível criar combustíveis ecológicos a partir do syngas.

Syngas Cleanup and Conditioning

Syngas bruto obtido do processo de gaseificação precisa ser limpo para eliminar os contaminantes como mercúrio, cloretos, amônia, enxofre, partículas finas e outros metais pesados vestigiais para proteger os processos a jusante e para atender às regulamentações de emissões ambientais.

Syngas pode ser condicionado para ajustar a relação hidrogênio/monóxido de carbono com base na aplicação do processo a jusante.

Os processos de limpeza e condicionamento de syngas típicos incluem o seguinte:

• Remoção de partículas a granel usando ciclone e filtros
• Reparação úmida para eliminar cloretos, amônia e partículas finas
• Remoção de traços de metal pesado e mercúrio usando absorventes sólidos
• Desvio de gás da água para ajuste da razão hidrogênio/monóxido de carbono
• Hidrólise catalítica para conversão de sulfeto de carbonila em sulfeto de hidrogênio
• Retirada de gás ácido para extração de gases sulfurosos e dióxido de carbono.

Fermentação de SynGas

Fermentação de syngas é um processo microbiano no qual o syngas é usado como fonte de carbono e energia, e depois convertido em produtos químicos e combustíveis com a ajuda de microorganismos. Metano, ácido butírico, ácido acético, butanol e etanol são os principais produtos da fermentação da syngas.

Acetogênios como Clostridium carboxidivorans, Eurobacterium limosum, Butyribacterium methylotrophicum e produtos Peptostostreptococcus estão envolvidos na produção de produtos químicos e combustíveis.

Alguns dos principais benefícios do processo de fermentação do gás de síntese incluem o seguinte:

• Específica de reação elevada
• Baixa temperatura e pressão
• Não requer uma relação específica de CO para H2
• Tolerate compostos com alto teor de enxofre.

No entanto, a fermentação de syngas tem certas limitações como inibição de organismos, baixa produtividade volumétrica e limitação de transferência de massa gás-líquido.

Aplicações

Syngas pode ser usado para produzir uma ampla gama de fertilizantes, combustíveis, solventes e materiais sintéticos. Poucos exemplos são os seguintes:

• Vapor para uso em turbinas para geração de eletricidade
• Nitrogênio para uso como agentes pressurizantes e fertilizantes
• Hidrogênio para geração de eletricidade, utilização na indústria refinaria para extrair mais diesel e gasolina do petróleo bruto e para uma grande variedade de reacções de hidrogenação onde o hidrogénio é adicionado aos hidrocarbonetos insaturados
• Amoníaco para utilização como fertilizantes e para a produção de plásticos como o poliuretano e o nylon.
• Metanol para a produção de plásticos, resinas, produtos farmacêuticos, adesivos, tintas e também como um componente de combustíveis.
• Monóxido de carbono para uso na indústria química como matéria-prima e combustíveis
• Sulfur para uso como enxofre elementar na indústria química
• Minerais e sólidos para uso como escória em leitos de estrada.

Sinergias de Produção usando Reformador de Vapor – Tempo de Execução – 3.00mins

Esporões e Leitura Adicional

• O que é Syngas – Biofuel.Org
• Syngas Cleanup and Conditioning – NETL
• SynGas using Steam Reformer

Escrito por

Kris Walker

Kris tem um BA(hons) em Media & Desempenho da Universidade de Salford. Além de supervisionar as equipes editorial e de vídeo, Kris pode ser encontrado em cantos distantes do mundo capturando a história por trás da ciência em nome de nossos clientes. Fora do trabalho, Kris está finalmente vendo um retorno em 25 anos de sofrimento apoiando o Manchester City.

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