Gas de síntesis

Plantilla:Per aEl gas de síntesis o sintegás (syngas, en anglés) és un combustible gaseós obtingut a partir de substàncies riques en carbono (hulla, carbó, coque, nafta, biomassa) someses a un procés químic a alta temperatura. Conté cantitats variables de monòxit de carbono (CO) i hidrogen (H₂). S'utilisa principalment per a produir amoníac o metanol. El gas de síntesis és combustible i es pot utilisar com a tal. Històricament, s'ha utilisat com a tongada de la gasolina, quan el suministrament de gasolina ha segut llimitat; per eixemple, el gas de fusta es va usar per a propulsar automòvils en Europa durant la Segona Guerra Mundial (solament en Alemània es varen construir o varen reconstruir mig milló d'automòvils per a funcionar en gas de fusta).

Planta de gasificació de carbó en Tampa, per a produir hidrogen i electricitat.

Fugues de gas

Plantilla:Per aEls escapes d'un gas inflamable anara de l'estructura que ho conté són perillosos, puix eixe gas podria produir una greu deflagració en entrar en contacte en una flama.

Métodos de producció de gas de síntesis

La composició química del gas de síntesis varia segons les matèries primeres i els processos. El gas de síntesis produït per la gasificació del carbó generalment és una mescla de 30 a 60 % de monòxit de carbono, 25 a 30 % d'hidrogen, 5 a 15 % de diòxit de carbono i 0 a 5 % de metà. També conté menor cantitat d'atres gasos. El gas de síntesis té menys de la mitat de la densitat d'energia del gas natural.

La primera reacció, entre el coque incandescent i el vapor, és fortament endotèrmica i produïx monòxit de carbono (CO) i hidrogen Plantilla:Chem (gas d'aigua en la terminologia més antiga). Quan el llit de coque s'ha gelat a una temperatura a la que ya no pot continuar la reacció endotèrmica, el vapor es reemplaça per una racha d'aire.

Després tenen lloc la segona i la tercera reacció, produint una reacció exotèrmica, que forma inicialment diòxit de carbono i eleva la temperatura del llit de coque, seguida de la segona reacció endotèrmica, en la que el coque es convertix en monòxit de carbono. La reacció general és exotèrmica i forma "gas productor" (terminologia més antiga). Després es pot tornar a reinyectar vapor, després aire, etc., succeint-se una série interminable de cicles fins que finalment es consumix el coque. El "gas productor" té un valor energètic molt més baix, en relació en el "gas d'aigua", degut principalment a la dilució en el nitrogen atmosfèric. Per a evitar açò, es pot substituir l'aire en oxigen pur, en lo que es para evita la dilució, produint-se un gas de poder calorífic molt més alt.

El gas de síntesis o sintegás és un combustible que es fabrica a partir del carbó, del petròleu o dels seus derivats per métodos moderns, entre els que destaquen distints de processos com:

• Reformat de gas natural en vapor d'aigua.
• Reformat d'hidrocarburs líquits per a produir hidrogen.
• Gasificació del carbó, de la biomassa, i d'alguns tipos de residus en instalacions de gasificació utilisant oxigen pur o vapor d'aigua com a agent gasificante.
• Gasificació integrada en cicle combinat.

Si s'utilisen atres métodos de producció, el gas sintètic obtingut com a producte sol rebre atres noms:

• Gas d'allumenat o gas de hulla: Es produïx per pirólisis, destilació o pirogenación de la hulla en absència d'aire i a alta temperatura (1200-1300 °C), o be, per pirólisis del lignit a baixa temperatura. En estos casos s'obté coque (hulla) o semicoque (lignit) com a residu, que s'usa com a combustible encara que no servix per a l'indústria del ferro. Este gas va ser utilisat com a combustible per a l'allumenat públic (llum de gas) a finals de el XIX, fins a mediats de el XX. Conté un 45 % d'hidrogen, 0% de metà, 8 % de monòxit de carbono i atres gasos en menor proporció.^{cita requerida}

• Gas de coque o gas de coquería: S'obté per calfament intens i llent de la hulla (hulla grassa) en una combinació d'aire i vapor, a alta temperatura, en les coquerías. A banda del coque sòlit fabricat, de gran interés per a l'indústria siderúrgica i la síntesis d'acetileno, es forma un gas que conté hidrogen, monòxit de carbono, nitrogen i diòxit de carbono).

• Gas d'aigua: S'obté fent passar vapor d'aigua sobre coque a alta temperatura. La seua flama és de color blau per lo que també es diu gas blau. Este gas es pot transformar en metanol o alcanos, amprant catalisadors heterogéneus apropiats. Esta reacció és fortament endotèrmica per lo que requerix temperatures molt altes.

$\mathrm{C}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

Generador de gas pobre a partir de fuelóleo.

• Gas de gasógeno, gas pobre o gas d'aire: S'obté fent passar aire atmosfèric a través d'una capa grossa de grànuls de carbó o de coque incandescent, encara que també es pot obtindre a partir de biomassa. A major temperatura, major proporció de monòxit de carbono i menor proporció de diòxit de carbono. Té escàs poder calorífic, molt menor que el gas de síntesis i el gas d'aigua, degut principalment a la dilució en el nitrogen atmosfèric.

$\mathrm{C}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{C}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{O}$

• Gas d'aigua carburado: S'obté mesclant gas d'aigua en hidrocarburs produïts per craqueo del gasoil. Posseïx un poder calorífic més alt que el gas pobre podent aplegar a alcançar els 18 MJ/m³, per lo que, antigament es va utilisar per a enriquir el gas ciutat.

• Gas ciutat: S'obté a partir de l'oxidació de petròleu o algun derivat (fuel-oil, nafta) per mig de vapor d'aigua i aire. Es deu eliminar el sofre per a evitar la corrosió, i també el monòxit de carbono per la seua toxicitat. Ha segut reemplaçat pel gas natural i els gasos licuados del petròleu (GLP, com butà o propà) para tot tipo de fins, puix este posseïx un poder calorífic doble. A voltes es diu gas ciutat a qualsevol gas de síntesis produït per a abastir el consum domèstic i distribuït per mig de rets de canonades, ya siga obtingut a partir de carbó o de petròleu.