Το αέριο σύνθεσης (ή Syngas ) είναι ένα μείγμα αερίων που περιέχει ποικίλες ποσότητες υδρογόνου (H 2 ), μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και συχνά λίγο διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ).
Παραγωγή
Το αέριο σύνθεσης μπορεί να παραχθεί χρησιμοποιώντας μια χημική διαδικασία με διάφορες μεθόδους:
Ο άνθρακας μπορεί να μετατραπεί σε αέριο σύνθεσης και μεθάνιο , γνωστό και ως αστικό αέριο , μέσω της αεριοποίησης του άνθρακα . [1] Μια άλλη μέθοδος μετατροπής είναι η ανθρακοποίηση άνθρακα σε χαμηλή θερμοκρασία και υψηλή θερμοκρασία . [2]
Το CO 2 μπορεί να διασπαστεί σε CO και στη συνέχεια να συνδυαστεί με υδρογόνο (Η) για να σχηματίσει αέριο σύνθεσης. Αυτή η μέθοδος εξετάζεται δηλαδή από το έργο Solar Fuels του Ολλανδικού Ινστιτούτου για τη Θεμελιώδη Έρευνα Ενέργειας [3] και από το έργο Sunshine-to-Petrol από τα Εθνικά Εργαστήρια Sandia. Το έργο Solar Fuels προβλέπει την παραγωγή CO από CO 2 , με επεξεργασία αυτού του τελευταίου αερίου με ακτινοβολία μικροκυμάτων. [4] Η μέθοδος είναι πολύ οικολογική (καθώς χρησιμοποιεί απόβλητα CO², δηλαδή από σταθμούς παραγωγής ενέργειας ορυκτών καυσίμων). Το έργο Sunshine-to-Petrol χρησιμοποιεί απλώς μια πολύ υψηλή θερμοκρασία για τη διάσπαση του CO 2 σε CO. Αυτό γίνεται με τη χρήση ηλιακής ακτινοβολίας (χρησιμοποιώντας ηλιακό φούρνο. Έχει κατασκευαστεί μια συγκεκριμένη συσκευή για να βελτιώσει την απόδοση χρησιμοποιώντας αυτή τη χημική διαδικασία και να επιτρέπει την παραγωγή αερίου σύνθεσης (συνδυάζοντας στη συνέχεια το CO και το υδρογόνο -το τελευταίο επίσης κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας πολύ υψηλή θερμοκρασία και όχι ηλεκτρόλυση νερού-) με αυτοματοποιημένο τρόπο . Αυτή η συσκευή έχει ονομαστεί Counter Rotating Ring Receiver Reactor Recuperator (ή CR5) [5] [6] [7]
Σε υψηλές θερμοκρασίες (700–1100 °C), ο ατμός (H 2 O) αντιδρά με το μεθάνιο (CH 4 ) για να δώσει αέριο σύνθεσης . [8] [9]
Χρήση
Οι διαδικασίες αεριοποίησης άνθρακα χρησιμοποιήθηκαν για πολλά χρόνια για την παραγωγή φωτιστικού αερίου (αέριο άνθρακα) για φωτισμό αερίου, μαγείρεμα και σε κάποιο βαθμό θέρμανση, πριν ο ηλεκτρικός φωτισμός και η υποδομή φυσικού αερίου γίνουν ευρέως διαθέσιμα. Η διαδικασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμα και σήμερα, ωστόσο δημιουργεί σημαντική ποσότητα ρύπανσης.
Το Syngas μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για οχήματα. έχοντας λιγότερη από τη μισή ενεργειακή πυκνότητα του φυσικού αερίου , χρειάζεται πολλή πίεση (συμπίεση) και ακόμη και τότε εξακολουθεί να είναι λιγότερο ισχυρό από συγκρίσιμα άλλα αέρια καύσιμα (π.χ. βιοαέριο , μεθάνιο , ...).
Το Syngas είναι επίσης χρήσιμο για τη διύλιση σε ποικιλία χημικών ουσιών. Αυτές οι χημικές ουσίες μπορούν στη συνέχεια να μετατραπούν σε συγκεκριμένες άλλες χημικές ουσίες, δηλαδή χρήσιμες για την κατασκευή χρωμάτων, πλαστικών, ...(βλ. http://en.wikipedia.org/wiki/Biobased_economy )
Syngas vs synfuel
Το Syngas δεν πρέπει να συγχέεται με το synfuel (βλ. http://en.wikipedia.org/wiki/Synthetic_fuel ). Σε γενικές γραμμές, η αναμόρφωση των ορυκτών καυσίμων παράγει synfuel από ορυκτά καύσιμα (ή φυσικό αέριο) + υδρογόνο (βλ. http://en.wikipedia.org/wiki/Fossil_fuel_reforming ) Ωστόσο, το Syngas παρασκευάζεται από υδρογόνο και CO (ή CO² μετά την επεξεργασία του CO2 με φούρνους μικροκυμάτων).
βιβλιογραφικές αναφορές
- ↑ "HFCIT Hydrogen Production: Coal Gasification" . Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ. 2008-12-12.
- ↑ Lee, Woon-Jae; Lee, Yong-Kuk (2001). «Χαρακτηριστικά εσωτερικής πίεσης αερίου που δημιουργούνται κατά την ενανθράκωση άνθρακα σε φούρνο κοκ». Energy & Fuels 15 (3): 618. doi : 10.1021/ef990178a .
- ↑ DIFFER
- ↑ Περιοδικό NWT 6/2012
- ↑ [ http://web.archive.org/web/20130728074417/http://www.sandia.gov/mission/ste/stories/2008/August/Millerfinal.pdf Αναφορά έργου Sunshine-to-Petrol 1
- ↑ [ http://web.archive.org/web/20131027203918/http://energy.sandia.gov/wp/wp-content/gallery/uploads/S2P_SAND2009-5796P.pdf Αναφορά έργου Sunshine-to-Petrol 2
- ↑ [ http://www.sciencedaily.com/releases/2007/12/071208150135.htm Αναφορά έργου Sunshine-to-Petrol 3
- ↑ δείτε εδώ
- ↑ Παραγωγή αερίου σύνθεσης με χρήση μεθανίου χωρίς να χρησιμοποιούνται ορυκτά καύσιμα