წყლის გაზის განმარტება და გამოყენება

წყლის გაზის განმარტება და გამოყენება

წყლის გაზი არის წვის საწვავი, რომელიც შეიცავს ნახშირორჟანგი (CO) და წყალბადის გაზი (H)2). წყლის გაზი მზადდება ცხარე ნახშირწყალბადებზე ორთქლის გავლით. ორთქლსა და ნახშირწყალბადებს შორის რეაქცია წარმოქმნის სინთეზურ გაზს. წყლისა და გაზის ცვლის რეაქცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნახშირორჟანგის დონის შესამცირებლად და წყალბადის შემცველობის გასამდიდრებლად, წყლის გაზის შედგენაში. წყლისა და გაზის ცვლის რეაქციაა:

CO + H2O → CO2 + თ2

ისტორია

წყლისა და გაზის ცვლის რეაქცია პირველად 1780 წელს აღწერა იტალიელმა ფიზიკოსმა ფელიცე ფონტანამ. 1828 წელს ინგლისში წყლის გაზი წარმოიქმნა თეთრ ცხელი კოქსის ორთქლის გამო. 1873 წელს ტადეუსმა S.C Lowe- მა დააპატენტა ის პროცესი, რომელიც წყალ-გაზში ცვლის რეაქციას იყენებდა გაზით წყალბადით გამდიდრების მიზნით. Lowe- ს პროცესში, ცეცხლმოკიდებული ორთქლი დახვრიტეს ცხელ ქვანახშირზე, ხოლო სითბო შენარჩუნებული იყო chimney. შედეგად მიღებული გაზი გაცივდა და გამოყენებამდე გამწმინდა. Lowe- ს პროცესმა გამოიწვია გაზის წარმოების ინდუსტრიის ზრდა და სხვა გაზების მსგავსი პროცესების შემუშავება, მაგალითად ჰაბერ-ბუშის პროცესი ამიაკის სინთეზირების მიზნით. როგორც ამიაკი გახდა ხელმისაწვდომი, გაიზარდა სამაცივრე ინდუსტრია. Lowe– ს ჰქონდა პატენტები ყინულის აპარატებისა და მოწყობილობებისთვის, რომლებიც მუშაობდნენ წყალბადის გაზზე.

წარმოება

წყლის გაზის წარმოების პრინციპი მარტივია. ორთქლი იძულებულია წითელ-ცხელ ან თეთრ ცხელ ნახშირბადზე დაფუძნებულ საწვავზე, გამოიწვიოს შემდეგი რეაქცია:

2O + C → H2 + CO (ΔH = +131 kJ / mol)

ეს რეაქცია ენდოთერმულია (შთანთქავს სითბოს), ამიტომ მის შენარჩუნების მიზნით სითბო უნდა დაემატოს. ამის გაკეთება ორი გზა არსებობს. ერთია ალტერნატივა ორთქლსა და ჰაერს შორის, რათა გამოიწვიოს ნახშირბადის წვა (ეგზოთერმული პროცესი):

2 + C → CO2 (ΔH = −393.5 კჯ / მოლი)

სხვა მეთოდია ჟანგბადის გაზის გამოყენება ვიდრე ჰაერი, რომელიც ნახშირბადის მონოქსიდს გამოყოფს ვიდრე ნახშირორჟანგი:

2 + 2 C → 2 CO (ΔH = 21221 kJ / mol)

წყლის გაზის სხვადასხვა ფორმა

არსებობს სხვადასხვა ტიპის წყლის გაზი. შედეგად მიღებული გაზის შემადგენლობა დამოკიდებულია მის გამოყენებისთვის გამოყენებულ პროცესზე:

  • წყლის გაზის ცვლის რეაქციის გაზი: ეს არის სახელწოდება წყლის გაზზე, რომელიც გაკეთდა წყლისა და გაზის ცვლის რეაქციის გამოყენებით სუფთა წყალბადის (ან მინიმუმ გამდიდრებული წყალბადის) მისაღებად. საწყისი რეაქციისგან ნახშირორჟანგი რეაგირებს წყლით, რომ ნახშირორჟანგი ამოიღონ, მხოლოდ წყალბადის აირს ტოვებს.
  • ნახევრად წყლის გაზი: ნახევრად წყლის გაზი არის წყლის გაზის და მწარმოებლის გაზის ნაზავი. მწარმოებლის გაზი არის ნახშირბადის ან კოქსისგან მიღებული საწვავის გაზის სახელი, ბუნებრივი აირისგან განსხვავებით. ნახევრად წყლის გაზი იწარმოება წარმოებული გაზის შეგროვებით, როდესაც ორთქლი ალტერნატიულია ჰაერით, კოქსის დასაწვავად, რომ საკმარისი ტემპერატურა შეინარჩუნოს წყლის გაზის რეაქციის შენარჩუნებისთვის.
  • გაზიანი გაზი: გაზიანი წყლის გაზი იწარმოება წყლის გაზის ენერგეტიკული მნიშვნელობის გასაზრდელად, რაც ჩვეულებრივ დაბალია ნახშირბადის გაზზე. წყლის გაზი კარბუტირდება ცხელ კადრში გადასვლის გზით, რომელიც ზეთით გაჟღენთილია.

წყლის გაზის გამოყენება

წყლის გაზი გამოიყენება ზოგიერთი სამრეწველო პროცესის სინთეზში:

  • ნახშირორჟანგის საწვავის უჯრედებიდან ამოღება.
  • რეაგირებენ მწარმოებელ გაზზე საწვავის გაზის დასამზადებლად.
  • იგი გამოიყენება ფიშერ-ტროპშის პროცესში.
  • იგი გამოიყენება სუფთა წყალბადის მისაღებად ამიაკის სინთეზირებისთვის.