Частичное окисление

Частичное окисление ( POX ) — это тип химической реакции . Она происходит, когда субстехиометрическая топливно-воздушная смесь частично сжигается в риформере, создавая богатый водородом синтез -газ , который затем может быть использован в дальнейшем, например, в топливном элементе . 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 ( печное топливо ) смешивается с ограниченным количеством кислорода в экзотермическом процессе. ^[1]

• Общая реакция: ${\displaystyle {\ce {{C_{\mathit {n}}H_{\mathit {m}}}+{\frac {\mathit {n}}{2}}{O2}->{\mathit {n}}{CO}+{\frac {\mathit {m}}{2}}H2}}}$
• Идеализированная реакция нагревания нефти: ${\displaystyle {\ce {{C12H24}+ 6O2 -> {12CO}+ 12H2}}}$
• Идеализированная реакция для угля: ${\displaystyle {\ce {{C24H12}+ 12O2 -> {24CO}+ 6H2}}}$

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

ТПОКС

Температуры реакции TPOX ( термическое частичное окисление ) зависят от соотношения воздух-топливо или кислород-топливо. Типичные температуры реакции составляют 1200 °C и выше. ^{[ необходима цитата ]}

CPOX

В CPOX ( каталитическое частичное окисление ) использование катализатора снижает требуемую температуру примерно до 800°C – 900°C. ^{[ необходима ссылка ]}

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

История

1926 – Вандевеер и Парр из Иллинойсского университета использовали кислород вместо воздуха. ^[3]

Смотрите также

• Производство водорода
• Промышленный газ
• ПРОКС
• Малый стационарный реформер
• Глоссарий терминов топливных элементов
• Хронология водородных технологий

Ссылки

1. Хорнбек, Джозеф. Органическая химия . Брукс/Коул, Cengage Learning. стр. 146–147. ISBN 978-0-534-38951-2.
2. Электричество из древесины посредством комбинации газификации и твердооксидных топливных элементов, докторская диссертация Флориана Нагеля, Швейцарский федеральный технологический институт Цюриха, 2008 г.
3. Справочник по промышленным газам, Фрэнк Г. Керри, стр. 230.