El gas de síntesis o Sintegas (Syngas, n'inglés) ye un combustible gaseosu llográu a partir de sustancies riques en carbonu (hulla, carbón, coque, nafta, biomasa) sometíes a un procesu químicu a alta temperatura. Contién cantidaes variables de monóxidu de carbonu (CO) y hidróxenu (H2).

Planta de gasificación de carbón en Tampa, pa producir hidróxenu y lletricidá.

Métodos de producción

Según los distintos métodos de producción[1] puede recibir distintos nomes.

  • Gas d'allumáu o gas de hulla: Producir por pirólisis, destilación o pirogenación de la hulla[2] n'ausencia d'aire y a alta temperatura (1200-1300 °C), o bien, por pirólisis del lignitu a baxa temperatura. Nestos casos llógrase coque (hulla) o semicoque (lignitu) como residuu, que s'usa como combustible anque nun sirve pa la industria del fierro. Esti gas foi utilizáu como combustible pal allumáu públicu (lluz de gas) a finales del sieglu XIX, hasta mediaos del sieglu XX. Contién un 45 % d'hidróxenu, 0% de metanu, 8 % de monóxidu de carbonu y otros gases en menor proporción.
  • Gas de coque o gas de coquería: Llograr por calentamientu intensu y lentu de la hulla (hulla grasa) con una combinación d'aire y vapor, a alta temperatura, nes coquerías. Aparte del coque sólidu fabricáu, de gran interés pa la industria siderúrxico y la síntesis d'acetilenu, fórmase un gas que contién hidróxenu, monóxidu de carbonu, nitróxenu y dióxidu de carbonu).[3]
Xenerador de gas a partir de fuel-oil.
  • Gas de xenerador de gasóxenu o gas d'aire: Llógrase faciendo pasar aire al traviés d'una capa gruesa de gránulos de carbón o de coque incandescente. A mayor temperatura, mayor proporción de monóxidu de carbonu y menor proporción de dióxidu de carbonu.[4] Tien escasu poder caloríficu, enforma menor que'l gas d'agua, debíu principalmente a la dilución col nitróxenu atmosféricu.
  • Gas d'agua: Llógrase faciendo pasar vapor d'agua sobre coque a alta temperatura. La so llapada ye de color azul polo que tamién se llama gas azul. Esti gas puede tresformase en metanol o alcanos, emplegando catalizadores heteroxéneos apropiaos.[5] Esta reacción ye fuertemente endotérmica polo que rique temperatures bien altes.
  • Gas probe: Llógrase faciendo pasar alternativamente vapor d'agua y aire sobre carbón incandescente (alternanza de remexos de vapor y aire), y ye un amiestu de los dos métodos anteriores.[6] Cuando'l llechu de coque esfrecióse a una temperatura a la que la reacción endotérmica yá nun puede siguir, el vapor d'agua ye reemplazáu por un remexu d'aire. La formación inicial de dióxidu de carbonu (exotérmica) aumenta la temperatura del llechu de coque y va siguida pola reacción endotérmica na qu'esti (CO2) convertir en monóxidu de carbonu (CO). La reacción global ye exotérmica, aniciando "gas probe". L'osíxenu puro puede sustituyir al aire pa evitar l'efectu de dilución, y nesti casu'l poder calorífico ye más altu.
  • Gas d'agua carburado: Llógrase entemeciendo gas d'agua con petroleu gasificado nun carburador. Tien un poder calorífico más altu que los anteriores.[6]
  • Gas ciudad: Llograr a partir de la oxidación de petroleu o dalgún deriváu (fuel-oil, nafta) por aciu vapor d'agua y aire. Tien d'esaniciase l'azufre pa evitar l'escomiu, y tamién el monóxidu de carbonu pola so toxicidá. Foi reemplazáu pol gas natural y los gases licuados del petroleu (GLP, como butanu o propanu) pa tou tipu de fines, pos ésti tien un poder calorífico doble. Dacuando llámase gas ciudad a cualquier gas de síntesis producíu p'abastecer el consumu doméstico y distribuyío por aciu redes de tuberíes, yá seya llográu a partir de carbón o de petroleu.[7]
  • Gas natural sintéticu o gas de síntesis: Combustible que se fabrica a partir del carbón, del petroleu o de los sos derivaos, por métodos modernos, distintos de los procesos clásicos yá comentaos:
    • Reformáu de gas natural con vapor d'agua.
    • Reformáu d'hidrocarburos líquidos pa producir hidróxenu.
    • Gasificación del carbón,[8] de la biomasa, y de dellos tipos de residuos n'instalaciones de gasificación.
    • Gasificación integral en ciclu combináu

Usu del gas de síntesis

El nome gas de síntesis provién del so usu como intermediariu na creación de gas natural sintéticu (GNS)[9] y pa la producción d'amoniacu o metanol. El gas de síntesis tamién s'utiliza como productu entemediu na producción de petroleu sintético, pal so usu como combustible o llubrificante al traviés de la síntesis de Fischer-Tropsch, y primeramente al procesu Mobil pa convertir metanol en gasolina.

El gas de síntesis ta compuestu principalmente d'hidróxenu, monóxidu de carbonu, y bien de cutiu, daqué de dióxidu de carbonu. Tien menos de la metá de densidá d'enerxía que'l gas natural. Emplegóse y entá s'usa como combustible o como productu entemediu pa la producción d'otros productos químicos.

Cuando esti gas utilízase como productu entemediu pa la síntesis industrial d'hidróxenu a gran escala (utilizáu principalmente na producción d'amoniacu), tamién se produz a partir de gas natural (al traviés de la reacción de reformáu con vapor d'agua) como sigue.

La reacción ye una reacción d'equilibriu y polo tanto non tol metanu llogra reformase a hidróxenu.

Per otru llau, tamién se presenta la reacción secundaria de conversión (reacción de shift, n'inglés), que ayuda a convertir parte del vapor n'hidróxenu al reaccionar col monóxidu de carbonu. Esta tamién ye una reacción d'equilibriu y tantu el CO como'l CO2 atópense presentes nel amiestu resultante:

La primer reacción ye endotérmica (consume calor pa llevase a cabu) y la segunda reacción ye exotérmica (llibera calor al asoceder).

L'hidróxenu tien de dixebrase del CO2 pa poder usalo. Esto realízase principalmente por adsorción por oscilación de presión (PSA), llimpieza de les aminas producíes y l'empléu de reactores de membrana.

El gas de síntesis producíu nes grandes instalaciones pa la gasificación de residuos puede ser utilizáu pa xenerar lletricidá.

Los procesos de gasificación de carbón utilizar mientres munchos años pa la fabricación de gas d'allumáu (gas de hulla) qu'alimentaba l'allumáu de gas de les ciudaes y en cierta midida, la calefacción, primero que'l llume llétrico y l'infraestructura pal gas natural tuvieren disponibles.

Aplicaciones del gas de síntesis.

Tratamientu posterior del gas de síntesis

El gas de síntesis puede ser utilizáu nel procesu Fischer-Tropsch pa producir diésel, o convertise en metanu y en dimetiléter en procesos catalíticos.

Si'l gas de síntesis ye tratáu darréu por aciu procesos criogénicos pal so llicuación, tien de tenese en cuenta qu'esta teunoloxía tien grandes dificultaes na recuperación del monóxidu de carbonu puro si tán presentes volumes relativamente grandes de nitróxenu, por cuenta de que'l monóxidu de carbonu y el nitróxenu tienen puntos de ebullición bien similares que son -191,5 ° C y -195,79 ° C, respeutivamente. Delles teunoloxíes de procesáu esanicien selectivamente el monóxidu de carbonu por complejación / descomplejación del monóxidu de carbonu con cloruru d'aluminiu cuproso (CuAlCl4), eslleíu nun líquidu orgánico como'l tolueno. El monóxidu de carbonu purificado puede tener una pureza cimera al 99%, lo que lo convierte nuna bona materia primo pa la industria químico. El gas residual del sistema puede contener dióxidu de carbonu, nitróxenu, metanu, etanu ya hidróxenu. Dichu gas residual pue ser procesáu nun sistema de adsorción por oscilación de presión pa esaniciar l'hidróxenu, y esti hidróxenu puede ser recombinado na proporción fayadiza xunto con monóxidu de carbonu pa la producción catalítica de metanol, diésel pol procesu Fischer-Tropsch, etc. La purificación criogénica (condensación fraccionada), que rique muncha enerxía, nun ye bien afecha pa la fabricación de combustible, a cencielles porque la ganancia d'enerxía neta ye bien amenorgada.

Ver tamién

  • Reacción de Boudouard
  • Gasificación integrada en ciclu combináu
  • Gasificación
  • Oxidación parcial
  • Gas de gasóxenu
  • Gas ciudad
  • Gasificación soterraña del carbón
  • Gas d'agua
  • Gas de madera

Referencies

  1. ↑ Termodinámica y Termotecnia. Tema 3: Combustibles y enerxíes anovables.
  2. ↑ Fabricación del gas d'allumáu. En: Métodos de la industria químico n'esquemes de fluxu en colores: una visión panorámica de los métodos de la industria químico. Fritz Tegeder, Ludwig Mayer. Editorial Reverté, 1987. ISBN 8429179623. Páx. 106
  3. ↑ http://energia3.mecon.gov.ar/contenidos/verpagina.php?idpagina=323 Glosariu del balance enerxéticu. Secretaría d'Enerxía. Ministeriu de planificación federal, inversión pública y servicios. República Arxentina. Últimu accesu:6 de febreru de 2010.
  4. ↑ Introducción a la química industrial. Ángel Vian Ortuño. Editorial Reverté, 1999. ISBN 842917933X. Páx. 405
  5. ↑ Química organometálica de los metales de transición. Robert H. Crabtree. Editorial de la Universitat Jaume I, 1997. ISBN 8480211342. Páx. 400
  6. 1 2 Historia de la teunoloxía. Volume 4. T. K. Derry, Trevor I. Williams. Sieglu XXI d'España Editores, 1989. ISBN 8432306134. Páx. 50
  7. ↑ Contaminación del aire pola industria. Albert Parker. Editorial Reverté, 1983. ISBN 8429174648. Páx. 384
  8. ↑ Beychok, M.R., Coal gasification and the Phenosolvan process, American Chemical Society 168th National Meeting, Atlantic City, September 1974
  9. ↑ Beychok, M.R., Process and environmental technology for producing SNG and liquid fuels, U.S. EPA report EPA-660/2-75-011, May 1975

Enllaces esternos



Esti artículu foi traducíu automáticamente y precisa revisase manualmente
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.