Syngas
Il termine syngas (o gas di sintesi) è un portmanteau che nasce dall'unione delle due parole synthetic gas e indica non un gas vero e proprio, bensì una miscela di gas, essenzialmente monossido di carbonio (CO) e idrogeno (H2), con la presenza in quantità variabile anche di metano (CH4) e anidride carbonica (CO2).[1]
A seconda dell'origine e degli utilizzi a cui sono destinati, le miscele CO/H2 vengono denotate con diversi termini, quali: gas d'acqua, gas d'aria, gas di città, crack gas, gas di sintesi del metanolo e oxo gas.[1]
Con lo stesso termine si indica anche la miscela di azoto (N2) e idrogeno utilizzata per la sintesi dell'ammoniaca.[1]
Indice |
[modifica] Produzione
Il syngas può essere prodotto in vari modi:
- processo autotermico, fino agli anni cinquanta veniva utilizzato il coke (gas d'acqua), adesso si utilizza soprattutto il metano;
- processo di reforming;
- fermentazione anaerobica, nelle discariche.
[modifica] Processo autotermico
Il processo autotermico sfrutta idrocarburi gassosi o liquidi leggeri e si basa sulla reazione:
- CH4 + ½ O2 → CO + 2 H2
In realtà le reazioni che avvengono sono:
- CH4 + 2 O2 → CO2 + H2O
- CH4 + H2O → CO + 3 H2
- CH4 + CO2 → 2 CO + 2 H2
- C + H2O → CO + H2
La reazione viene condotta a 500 C° ed è necessaria una buona miscelazione dei reagenti per limitare la formazione di nero fumo. Terminata la reazione si raffreddano i gas velocemente per evitare cambiamenti nell'equilibrio, con acqua.
[modifica] Processo di reforming
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Per approfondire, vedi Reazione di reforming con vapore. |
La reazione si divide in due fasi:
- Reforming primario
- CH4 + H2O → CO + 3 H2
- Reforming secondario
La miscela di gas ottenuta contiene CH4 residuo, CO, H2O e H2. Viene fatta una postcombustione con aria alla fine della quale si ottiene una maggior concentrazione di CO e H2 e una minor concentrazione di CH4 residuo.
[modifica] Processo di reforming autotermico
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Per approfondire, vedi Reforming autotermico. |
[modifica] Separazione di syngas dai gas di coda di impianti ad acetilene
[modifica] Utilizzi
- combustibile, per generare energia elettrica attraverso l'uso di una comune turbina a gas, motore a ciclo diesel, o in modo diretto tramite le pile a combustibile (fuel-cells) di tipo DMFC;
- reagente, ad esempio nel processo Fischer-Tropsch;
- fonte di idrogeno, ad esempio per la sintesi di ammoniaca.
[modifica] Note
[modifica] Bibliografia
- (EN) Klaus Weissermel; Hans-Jürgen Arpe, Charlet R. Lindley, Industrial organic chemistry, 4, Wiley-VCH, 2003, pp. 15-29. ISBN 3-527-30578-5
- Italo Pasquon, Lezioni di chimica industriale I (inorganica), Coperativa Universitaria del Politecnico.
