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Wasser Gas Definition und Verwendung

Wassergas ist ein Verbrennungsbrennstoff, der Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoffgas (H 2 ) enthält. Wassergas wird hergestellt, indem Dampf über erhitzte Kohlenwasserstoffe geleitet wird. Die Reaktion zwischen Dampf und Kohlenwasserstoffen erzeugt Synthesegas. Die Wasser-Gas-Shift-Reaktion kann verwendet werden, um den Kohlendioxidgehalt zu senken und den Wasserstoffgehalt anzureichern, wodurch Wassergas entsteht. Die Wasser-Gas-Shift-Reaktion ist:

CO + H 2 O → CO 2  + H 2

 

Geschichte

Die Wasser-Gas-Shift-Reaktion wurde erstmals 1780 vom italienischen Physiker Felice Fontana beschrieben. 1828 wurde in England Wassergas erzeugt, indem Dampf über weißglühenden Koks geblasen wurde. 1873 patentierte Thaddeus SC Lowe ein Verfahren, bei dem die Wasser-Gas-Shift-Reaktion zur Anreicherung des Gases mit Wasserstoff verwendet wurde. Bei Lowes Verfahren wurde Druckdampf über heiße Kohle geschossen, wobei die Wärme unter Verwendung von Kaminen aufrechterhalten wurde. Das resultierende Gas wurde vor der Verwendung abgekühlt und gewaschen. Das Verfahren von Lowe führte zum Aufstieg der Gasindustrie und zur Entwicklung ähnlicher Verfahren für andere Gase, wie beispielsweise das Haber-Bosch-Verfahren zur Synthese von Ammoniak. Als Ammoniak verfügbar wurde, stieg die Kälteindustrie. Lowe hielt Patente für Eismaschinen und Geräte, die mit Wasserstoffgas betrieben wurden.

 

Produktion

Das Prinzip der Wassergasproduktion ist unkompliziert. Dampf wird über glühenden oder weißglühenden Kraftstoff auf Kohlenstoffbasis gedrückt, was die folgende Reaktion hervorruft:

H 2 O + C → H 2  + CO (ΔH=+131 kJ / mol)

Diese Reaktion ist endotherm (absorbiert Wärme), daher muss Wärme hinzugefügt werden, um sie aufrechtzuerhalten. Es gibt zwei Möglichkeiten, dies zu tun. Eine besteht darin, zwischen Dampf und Luft zu wechseln , um die Verbrennung von etwas Kohlenstoff zu bewirken (ein exothermer Prozess):

O 2  + C → CO 2  (ΔH=–393,5 kJ / mol)

Die andere Methode besteht darin, Sauerstoffgas anstelle von Luft zu verwenden, die Kohlenmonoxid anstelle von Kohlendioxid ergibt:

O 2  + 2 C → 2 CO (ΔH=–221 kJ / mol)

 

Verschiedene Formen von Wassergas

Es gibt verschiedene Arten von Wassergas. Die Zusammensetzung des entstehenden Gases hängt von dem Verfahren ab, mit dem es hergestellt wird:

  • Wassergas-Shift-Reaktionsgas : Dies ist die Bezeichnung für Wassergas, das unter Verwendung der Wasser-Gas-Shift-Reaktion hergestellt wird, um reinen Wasserstoff (oder zumindest angereicherten Wasserstoff) zu erhalten. Das Kohlenmonoxid aus der anfänglichen Reaktion wird mit Wasser umgesetzt, um Kohlendioxid zu entfernen, wobei nur das Wasserstoffgas übrig bleibt.
  • Halbwassergas : Halbwassergas ist eine Mischung aus Wassergas und Produktionsgas. Erzeugergas ist der Name von Brenngas, das im Gegensatz zu Erdgas aus Kohle oder Koks gewonnen wird. Halbwassergas wird hergestellt, indem das Gas gesammelt wird, das erzeugt wird, wenn Dampf mit Luft abgewechselt wird, um Koks zu verbrennen, um eine Temperatur aufrechtzuerhalten, die hoch genug ist, um die Wassergasreaktion aufrechtzuerhalten.
  • Vergastes Wassergas : Vergastes Wassergas wird erzeugt, um den Energiewert von Wassergas zu erhöhen, der normalerweise niedriger ist als der von Kohlegas. Wassergas wird vergast, indem es durch eine erhitzte Retorte geleitet wird, die mit Öl besprüht wurde.

 

Verwendung von Wasser Gas

Wassergas, das bei der Synthese einiger industrieller Prozesse verwendet wird:

  • Kohlendioxid aus Brennstoffzellen entfernen.
  • Reagierte mit Produktionsgas, um Brenngas herzustellen.
  • Es wird im Fischer-Tropsch-Verfahren eingesetzt.
  • Es wird verwendet, um reinen Wasserstoff zur Synthese von Ammoniak zu erhalten.

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