Синтез-газ

Синтез-газ (генераторный газ, сигаз) — смесь газов, основными компонентами которой являются монооксид углерода и водород, получаемая в промышленности при газификации жидких и твердых топлив, в частности, при паровой конверсии природного газа или нефтепродуктов, парциальном окислении метана, газификации угля, в небольших количествах при химической переработке древесины и плазменной газификации отходов и сырья. В зависимости от способа получения соотношение CO:Н₂ варьируется от 1:1 до 1:3.

Получение

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

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

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

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

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

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

Соотношение компонентов зависит также от метода и условий в случае газификации углей. Наибольшее распространение имеет метод Лурги, по которому получается сырой газ состава: 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.

Генераторный газ

Генераторными газами называют горючие газовые смеси, которые получают по старым и относительно простым технологиям окисления твёрдых топлив (каменные и бурые угли, антрацит, кокс, торф, древесину, горючие сланцы и др.) за счёт продувки их в газогенераторных установках воздухом, кислородом, водяным паром или углекислым газом при высокой температуре. В зависимости от типа продуваемого газа генераторные газы называют воздушный газ, газ кислородного дутья, водяной газ и др.

Генераторные газы имет свои назначением не только химический синтез, но и энергетические задачи (отопление и т.п.). 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.

В Японии

В г. Вадзима действует установка по производству синтез-газа мощностью 2 МВт, использующая неиспользованный лесной материал, переработанный в щепу, и отходы древесины в качестве топлива.

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.

Другие значения

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

См. также

• Водяной газ
• Смешанный газ
• Коксовый газ
• Паровая конверсия

Литература

• Химическая энциклопедия / под ред. Н.С. Зефирова — М.: Большая российская энциклопедия, 1995. — Т. 4 : Пол-Три. — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4
• Краткая химическая энциклопедия : в 5 т. / под ред. И. Л. Кнунянца. — М. : Советская энциклопедия, 1961. — Т. 1. — 1262 стб.
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.
• Генераторный газ // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.