Частичное окисление

Частичное окисление ( ЧРО ) – это тип химической реакции . Это происходит, когда субстехиометрическая топливно-воздушная смесь частично сгорает в риформере, образуя богатый водородом синтез-газ , который затем можно использовать для дальнейшего использования, например, в топливных элементах . Различают термическое частичное окисление (TPOX) и каталитическое частичное окисление (CPOX).

Принцип

Частичное окисление — это технически зрелый процесс, в котором природный газ или тяжелое углеводородное топливо ( мазут ) смешивается с ограниченным количеством кислорода в экзотермическом процессе. ^[1]

Общая реакция: ${\ce {{C_{\mathit {n}}H_{\mathit {m}}}+{\frac {\mathit {n}}{2}}{O2}->{\mathit {n}}{CO}+{\frac {\mathit {m}}{2}}H2}}$
Идеальная реакция для топочного масла: ${\ce {{C12H24}+ 6O2 -> {12CO}+ 12H2}}$
Идеальная реакция для угля: ${\ce {{C24H12}+ 12O2 -> {24CO}+ 6H2}}$

Формулы, приведенные для угля и печного топлива, показывают лишь типичного представителя этих сложных видов топлива. Вода может быть добавлена для снижения температуры сгорания и уменьшения образования сажи. Выходы ниже стехиометрических из-за того, что часть топлива полностью сгорает до углекислого газа и воды. ^{[ нужна ссылка ]}

ТПОКС

Температура реакции TPOX ( термическое частичное окисление ) зависит от соотношения воздух-топливо или кислород-топливо. Типичные температуры реакции составляют 1200 °C и выше. ^{[ нужна ссылка ]}

CPOX

При CPOX ( каталитическом частичном окислении ) использование катализатора снижает требуемую температуру примерно до 800–900°C. ^{[ нужна ссылка ]}

Выбор метода риформинга зависит от содержания серы в используемом топливе. CPOX можно использовать, если содержание серы ниже 50 частей на миллион . Более высокое содержание серы может отравить катализатор, поэтому для таких топлив применяется процедура TPOX. Однако недавние исследования показывают, что CPOX возможен при содержании серы до 400 ppm. ^[2]

История

1926 – Вандевеер и Парр из Университета Иллинойса использовали кислород вместо воздуха. ^[3]

См. также

Ссылки

^ Хорнбек, Джозеф. Органическая химия . Брукс/Коул, Cengage Learning. стр. 146–147. ISBN 978-0-534-38951-2 .
^ Электричество из древесины посредством сочетания газификации и твердооксидных топливных элементов , доктор философии. Диссертация Флориана Нагеля, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, 2008 г.
^ Справочник по промышленным газам , Фрэнк Г. Керри, стр. 230 .

[1] Хорнбек, Джозеф. Органическая химия . Брукс/Коул, Cengage Learning. стр. 146–147. ISBN 978-0-534-38951-2 .

[e-collection.ethbib.ethz.ch-2] Электричество из древесины посредством сочетания газификации и твердооксидных топливных элементов , доктор философии. Диссертация Флориана Нагеля, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, 2008 г.

[3] Справочник по промышленным газам , Фрэнк Г. Керри, стр. 230 .

[1]

[2]

[3]