A szintézisgáz vagy a szintázgáz , amelyet egyszer (a XX . Század elején) " gyártott gáznak " és " városi gáznak " neveztek , egy pirolízissel előállított éghető gázkeverék . Ez egy sovány gáz (fele a földgáz energiájának), és piszkos , mérgező, savas és maró hatású, ha nem tisztították meg gondosan (mint ahogy az akkor történt, amikor világításra használták. Belső tér).
Ez egy összetett kémiai reakció eredménye. Ezt a reakciót az jellemzi, hogy az első szakaszban a gázosítás által pirolízis Egy szerves anyag (fa vagy faszén például), jelenlétében egy oxidálószer önkéntesen bevezetett megfelelő mennyiségben, elég, hogy legyen égés, de túl kevés. Úgy, hogy teljes. Ez a reakció termel „gáz keverékéből kialakított kondenzálódó és nem kondenzálódó gázok és egy char , egyfajta maradék szén ” ; az eladott szintézisgázt a hőbontás második fázisa hozza létre, amely a "tartály" egy részének a fázisában van ).
A történelem gyártott gáz nyúlik vissza, a XVIII -én században . A modern folyamatok úgy javítják a hatékonyságot, hogy folyamatosan adagolják a reaktort (fluidizált és magával ragadó ágy), és katalizátort vezetnek be a reakció folyamatába.
A szintézisgáz főként vízgőzt , hidrogént , metánt , szén-monoxidot és némi szén-dioxidot, valamint a pirolízis maradékot tartalmaz (beleértve az összetételt és a mennyiséget is, az előállítás módjától függően, az előállításához felhasznált szénforrástól függően) ez, és végső soron függően tisztítás fokát. Szinte minden ilyen maradékok toxikus, karcinogén és / vagy mutagén vegyületek).
Korábban gáznemű tüzelőanyagként használták, ma főleg folyékony tüzelőanyaggá alakítják belső égésű motorokhoz .
A tisztítás után elméletileg felhasználható kapcsolt energiatermelésben vagy trigenerációban mozgás, hő és / vagy áram előállítására.
A termolizálási eljárást , amely lehetővé teszi annak előállítását, 1780 körül (?) Találták volna ki Skóciában, de iparilag kihasználható formában 1798-ban Philippe Lebon (1767-1804) mérnök találmányával fejlesztették ki egy új gyártási folyamat a világításhoz a fa (majd szén) pirolízisével . Úgy tűnik, hogy Libon feltalálta a kapcsolt energiatermelés egyik formáját is, mivel világítógázzal látta el a párizsi Hôtel de Seigneley-t (1801-10-11), miközben a pirolízis kemence hőjét használták fel. Ez a módszer azonban nagyon szennyező volt és rossz szagokat okozott.
Lebon folyamatát ezután William Murdoch javította , lehetővé téve London gyújtását 1807-től . De ezt a gázt a XX . Század elejéig széles körben gyártják iparilag (" gázművek ") , világításként és városi gázként, valamint az acélipar számára értékesített gázként (különösen Észak-Franciaországban és különösen Lorraine-ban).
Ennek a gáznak a termelésére több száz üzemet építettek gyorsan Franciaországban, és több ezer üzemet a többi ipari országban. Ezeknek a gyáraknak a nagy része az 1960-as évek végéig működött Franciaországban, amikor a szénhiány, az általuk kibocsátott szennyezés és a földgázért folytatott verseny miatt bezárták őket (1960-tól 1971-ig).
Ezeket a gyárakat a talajhoz hasonlították, de a talaj és a talajvíz szennyezésének jelentős utóhatásait hagyták PAH-k ( policiklusos aromás vegyületek ), nitrogén melléktermékek, BTEX típusú könnyű szén-melléktermékek ( benzol , toluol , etil-benzol , xilol) hatásai ). Azt is elhagyta a szén kátrányok (néha „kátrány” , fenolok , klórozott vagy szervetlen szerves maradványok kéntartalmú és nagyon savak; koksz , ammóniás víz , berlini kék és más hulladékok, beleértve a „tisztítására anyagokat.” Betöltött toxinok. A kátrány, amelyek A valóságban a biomassza (friss vagy fosszilis ) gázosítási reakciójának legnehezebb atomjainak kondenzátuma "komplex keveréket képez, amely több száz vegyületet tartalmazhat" . E kémiai vegyületek többsége rákkeltő és / vagy mutagén, mérgező, lassan biológiailag lebontható és bármilyen A vízben, a levegőben és a talajban nem kívánatos az eset, ezért meg kell tisztítani őket, hogy ne károsítsák a reaktor elemeit és a lefelé elhelyezkedő csöveket vagy szelepeket.
A 1995 , Franciaországban, a francia népszámlálás barnamezős régi gáz gyárak nem fejeződött be. Már 782 telephelye volt (köztük 689 államosított, köztük 483-at az EDF-GDF kezelt).
A gázvezetékek és a kapcsolódó gázhálózatok fejlesztése előtt, valamint a földgáz széles körű rendelkezésre állása előtt (az 1940-es évektől) számos észak-amerikai és európai város széngázt fűtőgázként és világítógázként is használt (akkor kékgáznak, soványnak nevezték). gázgenerátor-gáz, léggáz, vízgáz, városi gáz "vagy akár a Mobil " üzemanyag-gáz ", amely adalékanyagok vagy szintetikus üzemanyagok előállítására szánt metanol előállításához használta fel.
A jelenlegi neve ( „ szintetikus földgáz ” az angol hangszórók) származik a hasznos intermedierek szintézisében »szintetikus földgáz« (GNS), és a szintézist a ammónia által Haber eljárás ), vagy szintetizálására metanol által metanizálásra a vegyipar vagy üzemanyagipar. A metanálás után a szintézisgázt metánnal dúsítják, de még mindig tartalmaz vizet, CO 2 -ot és hidrogént, ezért meg kell tisztítani, hogy méregtelenítsék és növeljék annak fűtőértékét (PCS), és a gázzal kompatibilis Wobbe-indexet (W) kapjanak. hálózat (ez a "specifikációk beállítása" fázisa .
A folyamatban lévő tanulmányok azt vizsgálják, hogy miként lehet a nem hagyományos gáznemű agroüzemanyagok vagy biomasszából előállított bioüzemanyagok egyike . A kutatók tovább fejlesztik a metanol e gáz előállításának módszereit .
A pirolízis reakció endoterm (hőt fogyaszt). Ennélfogva energiát kell fogyasztani annak fenntartásához, általában úgy, hogy a keletkező tartály egy részét külön reaktorban (és több oxigénnel) égetjük el, vagy a reaktor melegítésére termelt szintézisgáz egy részét újrahasznosítjuk és oxidáljuk.
Különböző módszerek léteznek e gáz előállítására, valamint a kátrány és más maradványok kinyerésére; ami nagyban befolyásolja annak minőségét és összetételét:
Szintetikus kőolaj és szintetikus dízel (szinfuel) előállításában intermedierként használják Fischer-Tropsch eljárással (üzemanyagként vagy kenőanyagként használják).
A szintézisgáz éghető, és gyakran használják belső égésű motorok üzemanyagaként. A földgáz energiasűrűségének kevesebb mint a fele van benne.
A széngázosítást sok éven át használták világítógáz és bizonyos mértékig fűtőgáz előállítására, mire az elektromos világítás és a földgáz- infrastruktúra mainstream lett.
A Haber- folyamat sikeres iparosításához a BASF kutatóinak ki kellett fejleszteniük a " gáz-víz " reakciót , mivel elengedhetetlen volt a felhasznált anyag gyors lebomlásának megóvása és kémiailag tiszta hidrogén megszerzése. Erre azért is szükség lesz, hogy elkerüljük a katalizátorok mérgezését ( manapság nikkel alapúak, amelyeket a metánozás végső fázisában használnak ). A szintézisgáz részt vesz a hidrogéntermelésben.
A szintézisgáznak kevesebb, mint a fele a földgáz energiasűrűségének. Üzemanyagként és előanyagként szolgál más vegyi anyagok gyártásában. Szintézisgázt a Fischer-Tropsch eljárásban is felhasználhatunk szintetikus nyersolaj szintetizálására , amely maga a szintetikus benzin előfutára .
Az üzemanyagként való felhasználásra szánt szinagázokat leggyakrabban a szén elgázosítása , a biomassza kitermelése vagy a hulladék gázosítása hozza létre.
A fő kémiai reakciók a következők:
C + H 2 O→ CO + H 2C + O 2→ CO 2 CO 2 + C → 2 COAmikor a használt ipari előállítására hidrogén nagy léptékű (főleg a ammónia szintézis ), azt is kialakítható földgázt ( keresztül a katalitikus reformáló vagy pontosabban a reformáló gőz ):
CH 4+ H 2 O→ CO + 3 H 2Annak érdekében, hogy még több hidrogént állítson elő ebből a keverékből, több gőzt adunk hozzá, és megtörténik a gáz és víz reakciója :
CO + H 2 O→ CO 2+ H 2Az ammónia szintetizálásakor a hidrogént el kell választani a CO 2 -tólhogy ez utóbbiak ne mérgezzék meg a katalizátorokat. Ez főleg nyomásingadszorpcióval vagy membránreaktorral történik . A CO 2 abszorpciójához használt reagensekezek etanol-amin , dietanol - amin , N-metil- dietanol - amin vagy kálium-karbonát .