Синтез-газ

Синтез-газ (генераторный газ) — неточный термин, обозначающий преимущественно смесь монооксида углерода и водорода. В промышленности получают паровой конверсией метана, парциальным окислением метана, плазменной газификацией отходов и сырья, газификацией угля. В зависимости от способа получения соотношение CO:Н₂ варьируется от 1:1 до 1:3.

Соотношение компонентов в синтез-газе колеблется в широком диапазоне, поскольку зависит как от применяемого сырья, так и от вида конверсии — водяным паром или кислородом:

${\displaystyle {\mathsf {CH_{4}+H_{2}O\rightarrow CO+3H_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2CH_{4}+O_{2}\rightarrow 2CO+4H_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {{\text{-}}CH_{2}{\text{-}}+H_{2}O\rightarrow CO+2H_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2{\text{-}}CH_{2}{\text{-}}+O_{2}\rightarrow 2CO+2H_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CO+H_{2}O\rightarrow CO_{2}+H_{2}}}}$

Соотношение компонентов зависит также от метода и условий газификации углей. Наибольшее распространение имеет метод Лурги, по которому получается сырой газ состав: 15—18 % СО, 38—40 % Н₂, 9—11 % СН₄, 30—32 % СО₂. При повышении температуры возрастает содержание оксида углерода, при повышении давления — водорода и метана. При этом наличествуют примеси инертных газов (N₂ и др.) и сероводорода, если в сырье были серосодержащие продукты. Синтез-газ проходит очистку от сероводорода и диоксида углерода при помощи селективных растворителей. Соотношение между СО и Н₂ при необходимости меняют конверсией оксида углерода водяным паром.

Синтез-газ получают попутно с ацетиленом в процессах окислительного пиролиза природного газа.

В азотной промышленности под синтез-газом понимается смесь азота и водорода, которая используется в процессе получения аммиака.

Термин генераторный газ часто применяют в отношении наиболее старых и простых технологий продувки твердого топлива воздухом. Термин синтез-газ получил наименование от цели его использования для синтеза самых различных продуктов. В разных отраслях это разные по составу, соотношениям и свойствам газовые смеси. Способы получения в чём-то близки с другими видами газовых смесей, но комплекс требований иной, особенно по наличию и составу примесей. Водяной газ - иная технология, обработка не воздухом, а водяным паром, смешанный газ - различные комбинации использования воздуха и воды. У каждого способа и термина множество вариаций, они продолжают плодиться и в настоящее время.

Теплотворная способность генераторного газа составляет 800—1000 ккал/м³, причём замена воздуха на кислород при его получении ведёт к значительному увеличению доли оксида углерода и, соответственно, к увеличению теплотворной способности.

Применение

Основными сферами применения синтез-газа является производство электрической и тепловой энергии, часто - как топливо в металлургической, стекольной, керамической промышленности, получение оксида углерода и водорода, синтез метанола, оксосинтез, синтез Фишера—Тропша, для двигателей внутреннего сгорания, а также для синтеза аммиака.

К недостаткам использования генераторного газа можно отнести взаимодействие с металлическими деталями установок, из-за которых они становятся значительно более хрупкими^[1][2].

См. также

• Водяной газ
• Смешанный газ
• Коксовый газ

Примечания

1. Green M. A. Hydrogen Safety Issues Compared to Safety Issues with Methane and Propane (англ.) // AIP Conference Proceedings. — 2006. — ISSN 0094-243X. — doi:10.1063/1.2202431. [исправить]
2. Белогуров A.И., Рачук В.С., Рудис М.А., Холодный В.И. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ В ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ // Альтернативная энергетика и экология. — 2004. — № 5.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4 (Пол-Три). — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4.
• Генераторный газ // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.