Синтез-газ из тв. топлив.
Твердое топливо перерабатывается в газогенераторах водяного пара по реакциям:
С+Н2О=СО+Н2 - ∆Н>0; С+О2=СО2 - ∆Н<0
Этот способ заключается в попеременной подаче через слой крупнокускового твердого топлива воздушного и парового дутья. Цикл работы генератора 3-5 мин. Полученнный водяной газ содержит 50-53% Н2 и около 36% СО.
Для дальнейшего исп-я газ необходим очистить от сернистых соед. и провести конверсию оксида углерода СО+Н2О=СО2+Н2, ∆Н<0. P=2-3мПа, t=180-200◦С, на кат.: Fe-Cr;Zn-Cr.
Недостатки: периодичность, низкая единичная производительность газогенератора, высокие требования к сырью по t плавления и количеству золы, гранулическому составу и др. хар-кам.
Существует также газификация топлива в виде пыли, что позволяет использовать практически любые топлива. Особенности – высокая турбулизация в зоне реакции за счет подачи встречных потоков топливной смеси и хорошее смешение парокислородной смеси с топливной пылью.
Синтез-газ из природного газа.
Выделяют следующие варианты процесса:
1. Высокотемпературная кислородная конверсия;
2. Каталитическая парокислородная конверсия в шахтных реакторах;
3. Каталитическая пароуглеродная конверсия в трубчатых печах.
Окисление метана протекает по следующим суммарным реакциям:
СН4+1/2О2= СО +2Н2 ; ∆Н=-35,6 кДж (1)
СН4 + Н2О = СО +3Н2 ; ∆Н=206,4 кДж (2)
СН4 + СО2 = 2СО +2Н2 ; ∆Н=246,3 кДж (3)
одновременно протекает реакция СО+Н2О=СО2+Н2, ∆Н<0. (4)
В реальных усл. реакции 2,3,4 – обратимы, считается также что реакция 1 идет до конца. Реакции 1-3 протекают с ↑V. Состав конвертирующего газа должен удовлетворять определенным требованиям и хар-ся показателем конверсии (s), который различен для разных производств. Но несмотря на различные требования к конвертируемым газам, они могут быть получены кат. конверсией с водяным паром, СО2, О2, и воздухом