Водяной газ

Водяной газ представляет собой смесь окиси углерода и водорода, полученную из синтез-газ. Синтез-газ - полезный продукт, но требует осторожного обращения из-за его воспламеняемости и риска отравления оксидом углерода. Реакция конверсии водяного газа может использоваться для окисления монооксида углерода с одновременным получением дополнительного водорода, что приводит к образованию водяного газа.

• 1 Производство
• 2 История
  • 2.1 Газовый процесс Лоу
• 3 Варианты
  • 3.1 Карбюраторный водяной газ
  • 3.2 Полуводяной газ
  • 3.3 Реакция конверсии водяного газа
• 4 Использует
• 5 См. Также
• 6 Ссылки

Синтез-газ получают путем пропускания пара над раскаленным углеродным топливом, таким как кокс :

$H\; 2\; O\; +\; C\; ⟶\; H\; 2\; +\; CO\; (\Delta \; H\; =\; +\; 131\; кДж\; /\; моль)\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; ce\; \{\{H2O\}\; +\; C\; ->\{H2\}\; +\; CO\; \backslash \; (\backslash \; Delta\; \{\backslash \; mathit\; \{H\}\}\; =\; +\; 131\; кДж\; /\; моль)\}\}\}$

Реакция эндотермическая, поэтому топливо необходимо постоянно подогревать, чтобы поддерживать реакцию. Для этого вводят воздушный поток, который чередуется с потоком пара, чтобы произошло сгорание углерода.

$O\; 2\; +\; C\; ⟶\; CO\; 2\; (\Delta \; H\; =\; -\; 393\; кДж\; /\; моль)\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; ce\; \{O2\; \{\}\; +\; C->CO2\; \backslash \; (\backslash \; Delta\; \{\backslash \; mathit\; \{H\}\; \}\; =\; -\; 393\; кДж\; /\; моль)\}\}\}$

Теоретически, чтобы приготовить 6 л водяного газа, требуется 5 л воздуха.

Или, альтернативно, чтобы предотвратить загрязнение азотом, энергия может быть получена за счет использования чистого кислорода для превращения углерода в монооксид углерода.

$O\; 2\; +\; 2\; C\; ⟶\; 2\; CO\; (\Delta \; H\; =\; -\; 221\; кДж\; /\; моль)\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; ce\; \{O2\; \{\}\; +\; 2C->2CO\; \backslash \; (\backslash \; Delta\; \{\backslash \; mathit\; \{H\}\}\; =\; -\; 221\; кДж\; /\; моль)\}\}\}$

В этом случае из 1 л кислорода будет получено 5,3 л чистого водяного газа.

Реакция конверсии водяного газа была открыта итальянским физиком Феличе Фонтана в 1780 году.

Водяной газ производился в Англии с 1828 года путем продувки. пар через раскаленный добела кокса.

газовый процесс Лоу

В 1873 году Таддеус С.К. Лоу разработал и запатентовал процесс водяного газа, при котором большое количество водорода газ может быть произведен для бытового и коммерческого использования в отоплении и освещении. Этот газ обеспечивает более эффективное отопительное топливо, чем обычный угольный газ, или коксовый газ, который использовался в коммунальных службах. Процесс использовал воду-г как реакция сдвига:

$CO\; +\; H\; 2\; O\; ⟶\; CO\; 2\; +\; H\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; ce\; \{CO\; +\; H2O\; ->CO2\; +\; H2\}\}\}$

Процесс был обнаружен путем передачи высокого уровня пар под давлением над горячим углем, основным источником коксового газа. В процессе Лоу были усовершенствованы системы дымоходов, благодаря которым уголь мог оставаться перегретым, тем самым поддерживая стабильно высокий уровень подачи газа. В результате реакции образовывались диоксид углерода и водород, которые после процесса охлаждения и «очистки » давали газообразный водород.

Этот процесс дал толчок развитию газовой промышленности, и заводы по газификации были быстро построены вдоль восточного побережья Соединенных Штатов. Подобные процессы, такие как процесс Габера – Боша, привели к производству аммиака (NH 3) путем объединения азота, обнаружен в воздухе с водородом. Это стимулировало развитие отрасли холодильного оборудования, которая долгое время использовала аммиак в качестве хладагента . Проф. Лоу также владел несколькими патентами на машины для производства искусственного льда и имел возможность вести успешный бизнес в области холодильного хранения, а также продуктов, работающих на газообразном водороде.

Карбюраторный водяной газ

Водяной газ имеет более низкую теплоту сгорания, чем угольный газ, поэтому теплотворная способность часто повышалась путем пропускания газа через нагретую реторту, в которую распылялось масло. Полученный смешанный газ был назван карбюраторным водяным газом. Средний состав карбюрированного водяного газа следующий: H 2 = 34-38%; CO = 23-28%; насыщенный углеводород = 17-21%; ненасыщенный углеводород = 13-16%; CO 2 = 0 • 2-2 • 2%; N 2 = 2 • 5-5 • 0%. Он используется в качестве источника тепла, поскольку имеет высокую теплотворную способность

Полуводяной газ

Полуводяной газ представляет собой смесь водяного газа и генераторного газа производится путем пропускания смеси воздуха и пара через нагретый кокс. Тепло, выделяемое при образовании генераторного газа, поддерживает температуру кокса на достаточно высоком уровне для образования водяного газа.

Реакция конверсии водяного газа

Чистый водород может быть получен из водяного газа с использованием реакции конверсии водяного газа после последующего удаления диоксида углерода, образующегося при реакции моноксида углерода с водой.

• Используется для удаления окиси углерода из топливных элементов.
• Используется в процессе Фишера – Тропша.
• Реакция с генераторным газом для получения топливного газа.
• Используется для получения чистого водорода для синтеза аммиака.

• Энергетический портал

• Кипящий слой
• Сжигание в псевдоожиженном слое
• Газификация
• Лейн производитель водорода
• Linde – Frank– Процесс Каро
• Перечень технологий обработки твердых отходов
• Плазменная газификация
• Добывающий газ
• Пиролиз
• Возобновляемый природный газ
• Древесный газ

• Mellor, JW, Intermediate Inorganic Chemistry, Longmans, Green and Co., 1941, стр. 210–211
• Адлам, GHJ и Прайс, Л.С., Аттестат о высшей школе по неорганической химии, Джон Мюррей, 1944 г., стр. 309
• Проект электронной книги по истории. Электронная книга ACLS по гуманитарным наукам. Том 5. «Использование минерального масла» с. 119
• Химия газового освещения, 1850.