Ce este SynGas?

De Kris WalkerFeb 26 2013

„Syngas” sau „gaz de sinteză” este o combinație de hidrogen, monoxid de carbon, cantități mici de dioxid de carbon și alte gaze reziduale. În mod normal derivă din materii prime, Syngas conține carbon, cum ar fi biomasa, gazele naturale, petrolul greu și cărbunele. În creează gazul natural de sinteză și produce metanol sau amoniac.

Syngasul este produs ca urmare a gazeificării unui combustibil care conține carbon într-un produs gazos care are valoare calorifică. Dacă gazul de sinteză conține azot, acesta trebuie separat, deoarece atât azotul cât și monoxidul de carbon au puncte de fierbere similare și va fi dificil de recuperat monoxidul de carbon pur prin procesare criogenică.

Gazul de sinteză are o densitate energetică de 50% din cea a gazului natural și, prin urmare, poate fi ars și utilizat ca sursă de combustibil. Rafinarea gazului de sinteză înainte de utilizare permite ca CO2 să fie eliminat din gazul brut, permițând astfel utilizarea CO2 în procesele de recuperare îmbunătățită a petrolului.

Producerea gazului de sinteză

Producția gazului de sinteză include următoarele faze:

Faza de încălzire

Prima etapă este gazificarea, un proces termochimic în care materiile prime bogate în carbon, cum ar fi cocsul de petrol, biomasa sau cărbunele, sunt transformate într-un compus gazos format din monoxid de carbon și hidrogen, în condiții de căldură ridicată, presiune ridicată și lipsă de oxigen.

Temperaturile foarte ridicate ale gazeificării, în mod normal între 800 și 1500°C (1472 și 2732°F), sunt atinse cu ajutorul unei surse de căldură externe sau prin oxidarea parțială a materiei prime care degajă căldură.

Faza de reacție

Materia primă reacționează cu dioxid de carbon, vapori de apă și oxigen în timpul gazeificării. Reacția este declanșată de descompunerea termică pentru materialele bogate în oxigen.

Fluxul procesului de producere a gazului de sinteză prin gazeificarea biomasei – Image Credits: www.iprt.iastate.edu

Faza de purificare

Gazul obținut în urma gazeificării este brut și nu este suficient de curat pentru a fi utilizat. Se realizează un proces de purificare pentru a elimina impuritățile precum cenușa, gudronul, compușii de sulf, metanul, vaporii de apă și dioxidul de carbon. Proporția hidrogen-oxigen este ajustată după purificare în funcție de aplicațiile proceselor de sinteză.

Faza catalitică

Metalele precum fierul, manganul, cobaltul, cuprul și noi molecule complexe se formează atunci când gazul de sinteză este în contact cu diferiți catalizatori. Oamenii de știință experimentează cu mai mulți catalizatori pentru a găsi noi modalități de a crea combinații moleculare deja existente. În acest fel, este posibil să se creeze combustibili ecologici din gazul de sinteză.

Curățarea și condiționarea gazului de sinteză

Gazul de sinteză brut obținut din procesul de gazeificare trebuie curățat pentru a elimina contaminanții precum mercurul, clorurile, amoniacul, sulful, particulele fine și alte urme de metale grele pentru a proteja procesele din aval și pentru a respecta reglementările privind emisiile de mediu.

Gazul de sinteză poate fi condiționat pentru a ajusta raportul dintre hidrogen și monoxid de carbon în funcție de aplicația procesului din aval.

Procesele tipice de curățare și condiționare a gazului de sinteză includ următoarele:

• Îndepărtarea particulelor în vrac folosind ciclonul și filtrele
• Spălare umedă pentru eliminarea clorurilor, amoniacului și a particulelor fine
• Îndepărtarea urmelor de metale grele și a mercurului folosind absorbanți solizi
• Schimbarea gazului în apă pentru ajustarea raportului dintre hidrogen și monoxid de carbon
• Hidroliza catalitică pentru transformarea sulfurii de carbonil în sulfură de hidrogen
• Îndepărtarea gazelor acide pentru extragerea gazelor cu conținut de sulf și a dioxidului de carbon.

Fermentarea gazului de sinteză

Fermentarea gazului de sinteză este un proces microbian în care gazul de sinteză este utilizat ca sursă de carbon și energie și apoi transformat în substanțe chimice și combustibili cu ajutorul microorganismelor. Metanul, acidul butiric, acidul acetic, butanolul și etanolul sunt principalele produse ale fermentației gazului de sinteză.

Acetogeni precum Clostridium carboxidivorans, Eurobacterium limosum, Butyribacterium methylotrophicum și produsele Peptostreptococcus sunt implicați în producerea de substanțe chimice și combustibili.

Câteva dintre avantajele cheie ale procesului de fermentare a gazului de sinteză includ următoarele:

• Specificitate ridicată a reacției
• Temperatură și presiune scăzute
• Nu necesită un raport specific între CO și H2
• Toleră compușii cu conținut ridicat de sulf.

Cu toate acestea, fermentarea gazului de sinteză are anumite limitări, cum ar fi inhibarea organismelor, productivitatea volumetrică scăzută și limitarea transferului de masă gaz-lichid.

Aplicații

Gazul de sinteză poate fi utilizat pentru a produce o gamă largă de îngrășăminte, combustibili, solvenți și materiale sintetice. Câteva exemple sunt următoarele:

• Vapori pentru utilizare în motoarele de turbine pentru producerea de energie electrică
• Nitrogen pentru utilizare ca agenți de presurizare și îngrășăminte
• Hidrogen pentru producerea de energie electrică, utilizarea în industria de rafinare pentru a extrage mai multă motorină și benzină din țiței și pentru o mare varietate de reacții de hidrogenare în care se adaugă hidrogen la hidrocarburi nesaturate
• Amoniac pentru utilizarea ca îngrășăminte și pentru producerea de materiale plastice precum poliuretanul și nailonul.
• Metanol pentru producerea de materiale plastice, rășini, produse farmaceutice, adezivi, vopsele și, de asemenea, ca și componentă a combustibililor.
• Monoxid de carbon pentru utilizare ca materie primă pentru industria chimică și combustibili
• Sulfură pentru utilizare ca sulf elementar pentru industria chimică
• Minerale și solide pentru utilizare ca zgură pentru platformele de drumuri.

Producție SynGas folosind Reformerul cu abur – Timp de funcționare – 3.00mins

Spuse și lecturi suplimentare

• Ce este Syngas – Biocombustibil.Org
• Syngas Cleanup and Conditioning – NETL
• SynGas using Steam Reformer


Scris de

Kris Walker

Kris are o diplomă BA(hons) în Media & Performance de la Universitatea din Salford. Pe lângă faptul că supraveghează echipele editoriale și video, Kris poate fi găsită în colțuri îndepărtate ale lumii capturând povestea din spatele științei în numele clienților noștri. În afara muncii, Kris vede, în sfârșit, un randament după 25 de ani în care a suferit susținând Manchester City.

Citate

Vă rugăm să folosiți unul dintre următoarele formate pentru a cita acest articol în eseul, lucrarea sau raportul dumneavoastră:

• APA

  Walker, Kris. (2019, 22 mai). Ce este SynGas? AZoCleantech. Retrieved on March 27, 2021 from https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=377.

• MLA

  Walker, Kris. „Ce este SynGas?”. AZoCleantech. 27 martie 2021. <https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=377>.

• Chicago

  Walker, Kris. „Ce este SynGas?”. AZoCleantech. https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=377. (accesat la 27 martie 2021).

• Harvard

  Walker, Kris. 2019. Ce este SynGas? AZoCleantech, accesat la 27 martie 2021, https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=377.

.