Газогенератор
Устаревший вид газового топлива
Дипломат Адлера во время Второй мировой войны с древесным газогенератором

Генераторный газ — это топливный газ , который производится путем продувки кокса или угля воздухом и паром одновременно. [1] Он в основном состоит из оксида углерода (CO), водорода (H 2 ), а также значительного количества азота (N 2 ). Калорийность генераторного газа низкая (в основном из-за высокого содержания азота), а технология устарела. Улучшения по сравнению с генераторным газом, также устаревшим, включают водяной газ , где твердое топливо периодически обрабатывается воздухом и паром, и гораздо более эффективный синтез-газ , где твердое топливо заменяется метаном.

В США генераторный газ может также называться другими именами, основанными на топливе, используемом для производства, например, древесный газ . Генераторный газ может также называться всасываемым газом . Термин всасывание относится к способу, которым воздух втягивался в газогенератор двигателем внутреннего сгорания. Древесный газ производится в газификаторе

Производство

Генераторный газ обычно производится из кокса или другого углеродистого материала [2] , такого как антрацит . Воздух пропускается через раскаленное углеродистое топливо, и образуется оксид углерода . Реакция экзотермическая и протекает следующим образом:

Образование генераторного газа из воздуха и углерода:

C + O 2 → CO 2 , +97 600 калорий/моль
CO 2 + C → 2CO, –38 800 калорий/моль (моль формулы реакции)
2C + O 2 → 2CO, +58 800 калорий/моль (на моль O 2 , т.е. на моль формулы реакции)

Реакции между паром и углеродом:

H 2 O + C → H 2 + CO, –28 800 калорий/моль (предположительно моль формулы реакции)
2H 2 O + C → 2H 2 + CO 2 , –18 800 калорий/моль (предположительно моль формулы реакции)

Реакция между паром и оксидом углерода:

H 2 O + CO → CO 2 + H 2 , +10 000 калорий/моль (предположительно моль формулы реакции)
CO 2 + H 2 → CO + H 2 O, –10 000 калорий/моль (предположительно моль формулы реакции)

Средний состав обычного генераторного газа по Латте был следующим: CO2 : 5,8%; O2 : 1,3%; CO: 19,8%; H2 : 15,1%; CH4 : 1,3%; N2 : 56,7%; БТЕ брутто на куб. фут 136 [3] [4] Концентрация оксида углерода в «идеальном» генераторном газе считалась равной 34,7% оксида углерода (углекислого газа) и 65,3% азота. [5] После «очистки», для удаления смолы , газ может использоваться для питания газовых турбин (которые хорошо подходят для топлива с низкой теплотворной способностью ), двигателей с искровым зажиганием (где возможна 100% замена бензинового топлива) или дизельных двигателей внутреннего сгорания (где от 15% до 40% первоначальной потребности в дизельном топливе по-прежнему используется для воспламенения газа [6] ). Во время Второй мировой войны в Великобритании были построены установки в виде прицепов для буксировки за коммерческими транспортными средствами, особенно автобусами, для подачи газа в качестве замены бензиновому (газолиновому) топливу. [7] Был достигнут запас хода около 80 миль для каждой загрузки антрацита. [8]

В старых фильмах и рассказах, когда описывается самоубийство путем «включения газа» и оставления дверцы духовки открытой без зажигания пламени, речь идет об угольном газе или городском газе. Поскольку этот газ содержал значительное количество угарного газа, он был довольно токсичен. Большая часть городского газа также была одорирована, если у него не было собственного запаха. Современный «природный газ», используемый в домах, гораздо менее токсичен и имеет меркаптан, добавляемый для запаха, чтобы определить утечки.

Для генераторного газа, воздушного газа и водяного газа используются различные названия, как правило, в зависимости от источника топлива, процесса или конечного использования, в том числе:

  • Воздушный газ: также называется «энергетический газ», «генераторный газ» или «генераторный газ Siemens». Производится из различных видов топлива путем частичного сгорания с воздухом. Воздушный газ состоит в основном из оксида углерода с азотом из используемого воздуха и небольшим количеством водорода. Этот термин не является общепринятым и, как правило, используется как синоним древесного газа.
  • Генераторный газ: Воздушный газ, модифицированный путем одновременного впрыскивания воды или пара для поддержания постоянной температуры и получения газа с более высоким содержанием тепла путем обогащения воздушного газа H 2. Текущее использование часто включает воздушный газ.
  • Полуводяной газ: Генераторный газ.
  • Синий водяной газ: воздух, вода или генераторный газ, получаемый из чистого топлива, такого как кокс, уголь и антрацит, которые содержат недостаточное количество углеводородных примесей для использования в качестве осветительного газа. Синий газ горит синим пламенем и не производит света, за исключением случаев использования с газовой сеткой Вельсбаха .
  • Водяной газ Лоу: водяной газ с вторичным пиролизным реактором для введения углеводородных газов в целях освещения. [9] [10]
  • Углеродистый газ: любой газ, полученный с помощью процесса, аналогичного процессу Лоу, в котором углеводороды добавляются для освещения.
  • Древесный газ: производится из древесины путем частичного сгорания. Иногда используется в газогенераторах для питания автомобилей с обычными двигателями внутреннего сгорания.

Другие подобные топливные газы

  • Каменноугольный газ или светильный газ: производится из угля путем перегонки.
  • Водяной газ: производится путем впрыскивания пара в топливо, предварительно нагретое путем сжигания с воздухом. Реакция эндотермическая, поэтому топливо необходимо постоянно подогревать, чтобы реакция продолжалась. Обычно это делалось путем чередования пара с потоком воздуха. Это название иногда используется неправильно, когда карбюраторный голубой водяной газ описывают просто как голубой водяной газ.
  • Коксовый газ: Коксовые печи выделяют газ, в точности похожий на светильный газ, часть которого используется для нагрева угля. Однако может быть большой избыток, который после очистки используется в промышленных целях.
  • Синтез -газ (от синтетического газа или синтез-газа) может применяться к любому из вышеперечисленных газов, но в целом относится к современным промышленным процессам, таким как риформинг природного газа, производство водорода и процессы синтетического производства метана и других углеводородов.
  • Городской (поселковый) газ: любой из вышеперечисленных производимых газов, включая генераторный газ, содержащий достаточное количество углеводородов для получения яркого пламени в целях освещения, первоначально производимый из угля, для продажи потребителям и муниципалитетам.

Применение и преимущества генераторного газа:

  • Используется в печах. Если печи большие, то очистка и т. п. не требуется. Если печи маленькие, то очистка необходима, чтобы избежать засорения маленьких горелок. В газовых двигателях используется после очистки.
  • Потери из-за дыма и конвекционного потока отсутствуют.
  • Количество воздуха, необходимое для сжигания генераторного газа, не намного превышает теоретическое количество; при сжигании твердого топлива требуется гораздо больше теоретического количества. При использовании твердого топлива большее количество выхлопных газов уносит с собой значительное количество тепла.
  • Генераторный газ транспортируется легче, чем твердое топливо.
  • Газовые печи могут поддерживать постоянную температуру.
  • С помощью газа можно получить окислительное и восстановительное пламя.
  • Потери тепла при преобразовании твердого топлива в генераторный газ можно компенсировать экономичным способом.
  • Неприятного воздействия дыма можно избежать.
  • Генераторный газ можно производить даже из топлива самого низкого качества.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Хиллер, Хайнц; Реймерт, Райнер; Стённер, Ханс-Мартин (2011). «Производство газа, 1. Введение». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . doi :10.1002/14356007.a12_169.pub3. ISBN 978-3527306732.
  2. ^ "ПРОИЗВОДСТВО ГЕНЕРАТОРНОГО ГАЗА, ВОДЯНОГО ГАЗА, СИНТЕЗ-ГАЗА ИЗ ТВЕРДОГО УГЛЕРОДИСТОГО МАТЕРИАЛА ИЛИ СМЕСЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ ЭТИ ГАЗЫ (синтез-газ из жидких или газообразных углеводородов C01B; подземная газификация полезных ископаемых E21BÂ 43/295); КАРБЮРАТОРНЫЙ ВОЗДУХ ИЛИ ДРУГИЕ ГАЗЫ" (PDF) .
  3. ^ Нисбет Латта, «Американская практика добычи газа и промышленная газовая инженерия», D. Van Nostrand Company, 1910, стр. 107
  4. ^ Латта, Нисбет (1910). Американская практика газодобычи и промышленная газовая инженерия. D. Van Nostrand Company. Американская практика газодобычи и промышленная газовая инженерия.
  5. ^ WJ Atkinson Butterfield, «Химия производства газа, том 1. Материалы и процессы», Charles Griffin & Company Ltd., Лондон, 1907, стр. 72
  6. ^ "Архивная копия". Архивировано из оригинала 2008-12-26 . Получено 2008-11-18 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
  7. ↑ Staff (16 июля 1941 г.). «Производственный газ для транспорта». Парламентские дебаты . Парламентские дебаты (Hansard) . Получено 15 ноября 2008 г.
  8. ^ Тейлор, Шейла (2001). Движущийся мегаполис . Лондон: Calmann and King. стр. 258. ISBN 1-85669-241-8.
  9. ^ КОНВЕРСИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА В ГАЗ С НИЗКОЙ БТЕ Thomas E. Ban McDowell-Wellman Engineering Company Кливленд, Огайо 44110
  10. ↑ Труды Американской ассоциации газового освещения. Американская ассоциация газового освещения. 1881 – через Google Books.
  • Меллор, Дж. В., Промежуточный курс неорганической химии , Longmans, Green and Co., 1941, стр. 211
  • Адлам, GHJ и Прайс, LS, Сертификат высшей школы по неорганической химии , Джон Мюррей, 1944, стр. 309
  • Газогенераторы всасывания Paxman
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Producer_gas&oldid=1239908829#United_Kingdom"