Gas productor - Producer gas

Adler Diplomat en la Segunda Guerra Mundial con generador de gas de madera

El gas productor es gas combustible que se fabrica a partir de materiales como el carbón, a diferencia del gas natural . Puede producirse a partir de diversos combustibles mediante combustión parcial con aire, habitualmente modificado mediante inyección de agua o vapor para mantener una temperatura constante y obtener un mayor contenido de calor gaseoso mediante el enriquecimiento del aire gaseoso con hidrógeno. A este respecto, es similar a otros tipos de gas "manufacturado", tales como gas de carbón, gas de horno de coque, gas de agua y gas de agua carburada. El gas de producción se utilizó principalmente como combustible industrial para la fabricación de hierro y acero, como hornos de coque y altos hornos, hornos de cemento y cerámica, o para energía mecánica a través de motores de gas. Era característicamente bajo en poder calorífico pero barato de fabricar, por lo que se podían fabricar y quemar grandes cantidades.

En los EE. UU., El gas productor también puede recibir otros nombres basados ​​en el combustible utilizado para la producción, como el gas de madera . En el Reino Unido, el gas de producción se denomina generalmente gas de succión . El término succión se refiere a la forma en que un motor de combustión interna aspira el aire al generador de gas.

El gas de madera se produce en un gasificador y se utiliza para calentar hornos, pero el gas generado contiene destilados que requieren depuración para su uso en otras aplicaciones. Dependiendo del combustible, se producen una variedad de contaminantes que se condensarán a medida que el gas se enfríe. Cuando el gas de producción se utiliza para impulsar automóviles y barcos o se distribuye a lugares remotos, es necesario depurar el gas para eliminar los materiales que pueden condensarse y obstruir los carburadores y las líneas de gas. La antracita y el coque se prefieren para uso en automóviles porque producen la menor cantidad de contaminación, lo que permite el uso de depuradores más pequeños y ligeros.

El gas productor generalmente está hecho de coque u otro material carbonoso como la antracita . El aire pasa sobre el combustible carbonoso al rojo vivo y se produce monóxido de carbono . La reacción es exotérmica y procede de la siguiente manera:

Formación de gas productor a partir del aire y el carbono:

C + O 2 → CO 2 , +97,600 calorías
CO 2 + C → 2CO, -38,800 calorías
2C + O 2 → 2CO, +58,800 calorías

Reacciones entre vapor y carbón:

H 2 O + C → H 2 + CO, –28,800 calorías
2H 2 O + C → 2H 2 + CO 2 , –18,800 calorías

Reacción entre vapor y monóxido de carbono:

H 2 O + CO → CO 2 + H 2 , +10.000 calorías
CO 2 + H 2 → CO + H 2 O, –10.000 calorías

La composición media del gas de producción ordinario según Latta fue: CO 2 : 5,8%; O 2 : 1,3%; CO: 19,8%; H 2 : 15,1%; CH 4 : 1,3%; N 2 : 56,7%; BTU brutos por pie cúbico 136 Se consideró que la concentración de monóxido de carbono en el gas productor "ideal" era de 34,7% de monóxido de carbono (óxido carbónico) y 65,3% de nitrógeno. Después del "lavado", para eliminar el alquitrán , el gas puede utilizarse para impulsar turbinas de gas (que son adecuadas para combustibles de bajo poder calorífico), motores de encendido por chispa (donde es posible reemplazar el combustible al 100% por gasolina) o motores diésel de combustión interna. (donde del 15% al ​​40% del requerimiento original de combustible diesel todavía se usa para encender el gas). Durante la Segunda Guerra Mundial en Gran Bretaña, se construyeron plantas en forma de remolques para remolcar vehículos comerciales, especialmente autobuses, para suministrar gas como reemplazo del combustible de gasolina (gasolina). Se logró un alcance de aproximadamente 80 millas por cada carga de antracita.

En películas e historias antiguas, al describir el suicidio al "encender el gas" y dejar la puerta de un horno abierta sin encender la llama, se hacía referencia al gas de carbón o gas ciudad. Como este gas contenía una cantidad significativa de monóxido de carbono, era bastante tóxico. La mayor parte del gas de la ciudad también estaba olorosa, si es que no tenía su propio olor. El 'gas natural' moderno que se usa en los hogares es mucho menos tóxico y se le agrega un mercaptano para identificar los olores y detectar fugas.

Se utilizan varios nombres para gas de producción, gas de aire y gas de agua, generalmente según la fuente de combustible, el proceso o el uso final, que incluyen:

  • Aire gas: también conocido como "gas de potencia", "gas generador" o "gas productor de Siemens". Producido a partir de diversos combustibles por combustión parcial con aire. El aire gas consiste principalmente en monóxido de carbono con nitrógeno del aire utilizado y una pequeña cantidad de hidrógeno. Este término no se usa comúnmente y tiende a usarse como sinónimo de gas de madera.
  • Gas Productor: gas aire modificado por inyección simultánea de agua o vapor para mantener una temperatura constante y obtener un gas contenido de calor más alto mediante el enriquecimiento de gas de aire con H 2 . El uso actual a menudo incluye aire gas.
  • Gas semi-agua: Gas productor.
  • Agua azul-gas: aire, agua o gas productor producido a partir de combustibles limpios como coque, carbón vegetal y antracita que contienen impurezas de hidrocarburos insuficientes para su uso como gas de iluminación. El gas azul arde con una llama azul y no produce luz excepto cuando se usa con un manto de gas Welsbach .
  • Lowe's Water Gas: gas de agua con un reactor de pirólisis secundario para introducir gases de hidrocarburos con fines de iluminación.
  • Gas carburado: cualquier gas producido por un proceso similar al de Lowe's en el que se agregan hidrocarburos con fines de iluminación.
  • Gas de madera: producido a partir de madera por combustión parcial. A veces se usa en un gasificador para alimentar automóviles con motores de combustión interna ordinarios.

Otros gases combustibles similares

  • Gas de carbón o gas de iluminación: producido a partir del carbón por destilación.
  • Gas de agua: Producido por inyección de vapor en combustible precalentado por combustión con aire. La reacción es endotérmica, por lo que el combustible debe recalentarse continuamente para mantener la reacción. Por lo general, esto se hacía alternando el vapor con una corriente de aire. Este nombre a veces se usa incorrectamente cuando se describe el gas de agua azul carburado simplemente como gas de agua azul.
  • Gas del horno de coque: Los hornos de coque emiten un gas exactamente similar al gas de iluminación, parte del cual se utiliza para calentar el carbón. Sin embargo, puede haber un gran exceso que se utiliza con fines industriales después de haber sido purificado.
  • syngas , o gas de síntesis: (a partir de gas sintético o gas de síntesis) se puede aplicar a cualquiera de los gases anteriores, pero generalmente se refiere a procesos industriales modernos, como reformado de gas natural, producción de hidrógeno y procesos para la producción sintética de metano y otros hidrocarburos. .
  • Gas de ciudad (Town): cualquiera de los gases fabricados anteriormente, incluido el gas de producción que contiene suficientes hidrocarburos para producir una llama brillante con fines de iluminación, originalmente producido a partir del carbón, para la venta a consumidores y municipios.

Usos y ventajas del gas productor:

  • Se usa en horno. Cuando los hornos son grandes, no se requiere fregar, etc. Cuando el horno es pequeño, es necesario restregar para evitar que los quemadores pequeños se atasquen. En motores de gas, se utiliza después del fregado.
  • No hay pérdidas debidas al humo ni a la corriente de convección.
  • La cantidad de aire requerida para la combustión del gas productor no es muy superior a la cantidad teórica, mientras que la quema de combustible sólido es mucho más necesaria que la cantidad teórica. Entonces, en el caso de los combustibles sólidos, la mayor cantidad de gases de escape elimina el calor sensible y, por lo tanto, hay pérdida de calor.
  • El gas de producción se transmite más fácilmente que el combustible sólido.
  • Los hornos de gas se pueden mantener a temperatura constante.
  • Con gas se puede obtener una llama oxidante y reductora.
  • La pérdida de calor debida a la conversión de combustible sólido en gas de producción se puede realizar de manera económica,
  • Se pueden evitar las molestias del humo.
  • El gas de producción puede producirse incluso con el combustible de menor calidad.

Ver también

Referencias

  • Mellor, JW, Química inorgánica intermedia , Longmans, Green and Co., 1941, página 211
  • Adlam, GHJ y Price, LS, Un certificado de escuela superior en química inorgánica , John Murray, 1944, página 309

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