Gás produtor - Producer gas

Diplomata Adler na segunda guerra mundial com gerador a gás de lenha

O gás do produtor é o gás combustível fabricado a partir de materiais como o carvão, em oposição ao gás natural . Pode ser produzido a partir de vários combustíveis por combustão parcial com ar, geralmente modificado por injeção de água ou vapor para manter uma temperatura constante e obter um gás com maior teor de calor pelo enriquecimento do gás do ar com hidrogênio. Nesse aspecto, é semelhante a outros tipos de gás "manufaturado", como gás de carvão, gás de coqueria, gás de água e gás de água carburado. O gás do produtor era usado principalmente como combustível industrial para a fabricação de ferro e aço, como fornos de coque e altos-fornos, fornos de cimento e cerâmica ou para energia mecânica por meio de motores a gás. Era caracteristicamente baixo em valor de aquecimento, mas barato de fazer, de modo que grandes quantidades podiam ser feitas e queimadas.

Nos EUA, o gás de produtor também pode ser denominado por outros nomes com base no combustível usado para a produção, como gás de madeira . No Reino Unido, o gás de produção é geralmente denominado gás de sucção . O termo sucção refere-se à maneira como o ar foi puxado para o gerador de gás por um motor de combustão interna.

O gás de madeira é produzido em um gaseificador e usado para queimar fornos, mas o gás gerado contém destilados que requerem depuração para uso em outras aplicações. Dependendo do combustível, uma variedade de contaminantes são produzidos e se condensam à medida que o gás esfria. Quando o gás de produção é usado para mover carros e barcos ou distribuído para locais remotos, é necessário esfregar o gás para remover os materiais que podem condensar e entupir os carburadores e as tubulações de gás. O antracito e o coque são preferidos para uso automotivo porque produzem a menor quantidade de contaminação, permitindo o uso de lavadores menores e mais leves.

O gás produtor é geralmente feito de coque ou outro material carbonáceo , como antracite . O ar é passado sobre o combustível carbonáceo incandescente e o monóxido de carbono é produzido. A reação é exotérmica e prossegue da seguinte forma:

Formação do gás produtor a partir do ar e do carbono:

C + O 2 → CO 2 , +97.600 calorias
CO 2 + C → 2CO, –38.800 calorias
2C + O 2 → 2CO, +58.800 calorias

Reações entre vapor e carbono:

H 2 O + C → H 2 + CO, -28,800 calorias
2H 2 O + C → 2H 2 + CO 2 , –18.800 calorias

Reação entre vapor e monóxido de carbono:

H 2 O + CO → CO 2 + H 2 , +10,000 calorias
CO 2 + H 2 → CO + H 2 O, –10.000 calorias

A composição média do gás comum do produtor de acordo com Latta foi: CO 2 : 5,8%; O 2 : 1,3%; CO: 19,8%; H 2 : 15,1%; CH 4 : 1,3%; N 2 : 56,7%; BTU bruto por cu.ft 136 A concentração de monóxido de carbono no gás produtor "ideal" foi considerada 34,7% de monóxido de carbono (óxido de carbono) e 65,3% de nitrogênio. Depois de "esfregar", para remover o alcatrão , o gás pode ser usado para alimentar turbinas a gás (que são bem adequadas para combustíveis de baixo valor calorífico), motores de ignição por centelha (onde a substituição de 100% de gasolina é possível) ou motores de combustão interna a diesel (onde 15% a 40% da necessidade original de combustível diesel ainda é usada para inflamar o gás). Durante a Segunda Guerra Mundial na Grã-Bretanha, as fábricas foram construídas na forma de reboques para rebocar veículos comerciais, especialmente ônibus, para fornecer gás em substituição ao combustível gasolina (gasolina). Um alcance de cerca de 80 milhas para cada carga de antracito foi alcançado.

Em filmes e histórias antigas, ao descrever o suicídio "ligando o gás" e deixando a porta do forno aberta sem acender a chama, a referência era ao gás de carvão ou gás de cidade. Como esse gás continha uma quantidade significativa de monóxido de carbono, era bastante tóxico. A maior parte do gás da cidade também foi odorizada, se não tivesse seu próprio odor. O “gás natural” moderno usado em residências é muito menos tóxico e tem um mercaptano adicionado a ele para detectar o odor, para identificar vazamentos.

Vários nomes são usados ​​para gás de produtor, gás de ar e gás de água geralmente dependendo da fonte de combustível, processo ou uso final, incluindo:

  • Gás de ar: também conhecido como "gás de energia", "gás de gerador" ou "gás de produtor da Siemens". Produzido a partir de vários combustíveis por combustão parcial com ar. O gás do ar consiste principalmente de monóxido de carbono com nitrogênio do ar usado e uma pequena quantidade de hidrogênio. Este termo não é comumente usado e tende a ser usado como sinônimo de gás de madeira.
  • Gás produtor: Gás do ar modificado pela injeção simultânea de água ou vapor para manter uma temperatura constante e obter um gás com maior conteúdo de calor pelo enriquecimento do gás do ar com H 2 . O uso atual geralmente inclui gás de ar.
  • Gás semi-aquático: Gás produtor.
  • Gás de água azul: Ar, água ou gás de produção produzido a partir de combustíveis limpos, como coque, carvão e antracite, que contêm impurezas de hidrocarbonetos insuficientes para uso como gás de iluminação. O gás azul queima com uma chama azul e não produz luz, exceto quando usado com um manto de gás Welsbach .
  • Lowe's Water Gas: Water gas com um reator de pirólise secundário para introduzir gases de hidrocarbonetos para fins de iluminação.
  • Gás carburado: Qualquer gás produzido por um processo semelhante ao de Lowe, no qual hidrocarbonetos são adicionados para fins de iluminação.
  • Gás de madeira: produzido a partir de madeira por combustão parcial. Às vezes usado em um gaseificador para mover carros com motores de combustão interna comuns.

Outros gases combustíveis semelhantes

  • Gás de carvão ou gás iluminante: produzido a partir do carvão por destilação.
  • Gás de água: produzido por injeção de vapor em combustível pré-aquecido por combustão com ar. A reação é endotérmica, então o combustível deve ser continuamente reaquecido para manter a reação em andamento. Isso geralmente era feito alternando o vapor com uma corrente de ar. Esse nome às vezes é usado incorretamente ao descrever o gás de água azul carburado simplesmente como gás de água azul.
  • Gás de forno de coque: os fornos de coque emitem um gás exatamente semelhante ao gás de iluminação, parte do qual é usado para aquecer o carvão. Pode haver um grande excesso, entretanto, que é usado para fins industriais após ter sido purificado.
  • gás de síntese ou gás de síntese: (a partir de gás sintético ou gás de síntese) pode ser aplicado a qualquer um dos gases acima, mas geralmente se refere a processos industriais modernos, como reforma de gás natural, produção de hidrogênio e processos para produção sintética de metano e outros hidrocarbonetos .
  • Gás urbano: qualquer um dos gases fabricados acima, incluindo gás de produção contendo hidrocarbonetos suficientes para produzir uma chama brilhante para fins de iluminação, originalmente produzida a partir do carvão, para venda aos consumidores e municípios.

Usos e vantagens do gás produtor:

  • É usado em fornalhas. Quando os fornos são grandes, não é necessário esfregar, etc. Quando o forno é pequeno, é necessário esfregar para evitar o choque de queimadores pequenos. Em motores a gás, é usado após a lavagem.
  • Não há perda por fumaça e corrente de convecção.
  • A quantidade de ar necessária para a combustão do gás de produção não é muito superior à quantidade teórica, ao passo que queima o combustível sólido muito mais do que a quantidade teórica necessária. Portanto, no caso dos combustíveis sólidos, a maior quantidade de gases de exaustão tira o calor sensível e, portanto, há perda de calor.
  • O gás do produtor é mais facilmente transmitido do que o combustível sólido.
  • Os fornos a gás podem ser mantidos a uma temperatura constante.
  • Com o gás, uma chama oxidante e redutora pode ser obtida.
  • A perda de calor devido à conversão de combustível sólido em gás de produção pode ser feita de forma econômica,
  • O incômodo da fumaça pode ser evitado.
  • O gás do produtor pode ser produzido mesmo com combustível de qualidade inferior.

Veja também

Referências

  • Mellor, JW, Intermediate Inorganic Chemistry , Longmans, Green and Co., 1941, página 211
  • Adlam, GHJ e Price, LS, A Higher School Certificate Inorganic Chemistry , John Murray, 1944, página 309

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