सिनगैस

Syngas, या संश्लेषण गैस, विभिन्न अनुपातों में हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड का मिश्रण है। गैस में अक्सर कुछ कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन होता है। यह मुख्य रूप से अमोनिया या मेथनॉल के उत्पादन के लिए प्रयोग किया जाता है। Syngas दहनशील है और इसे ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।   ऐतिहासिक रूप से, इसका उपयोग गैसोलीन के प्रतिस्थापन के रूप में किया गया है, जब गैसोलीन की आपूर्ति सीमित कर दी गई है; उदाहरण के लिए, द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान यूरोप में कारों को बिजली देने के लिए लकड़ी की गैस का उपयोग किया गया था (अकेले जर्मनी में लकड़ी की गैस पर चलने के लिए आधा मिलियन कारों का निर्माण या पुनर्निर्माण किया गया था)।

उत्पादन
Syngas भाप सुधार या प्राकृतिक गैस या तरल हाइड्रोकार्बन, या कोयला गैसीकरण के आंशिक ऑक्सीकरण द्वारा उत्पादित किया जाता है। मीथेन का भाप सुधार एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया है जिसमें 206 kJ/mol मीथेन की आवश्यकता होती है:
 * CH4 + H2O -> CO + 3 H2

सैद्धांतिक रूप से, लेकिन शायद ही कभी व्यवहार में, बायोमास और संबंधित हाइड्रोकार्बन फीडस्टॉक्स का उपयोग अपशिष्ट-से-ऊर्जा गैसीकरण सुविधाओं में बायोगैस और बायोचार उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है। उत्पन्न गैस (ज्यादातर मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड) को कभी-कभी सिनगैस के रूप में वर्णित किया जाता है, लेकिन इसकी संरचना सिनगैस से भिन्न होती है। पारंपरिक सिनगैस का निर्माण (ज्यादातर एच .)2 और सीओ) अपशिष्ट बायोमास से पता लगाया गया है।

संरचना, गठन के लिए मार्ग, और थर्मोकैमिस्ट्री
सिनगैस की रासायनिक संरचना कच्चे माल और प्रक्रियाओं के आधार पर भिन्न होती है। कोयला गैसीकरण द्वारा उत्पादित सिनगैस आम तौर पर 30 से 60% कार्बन मोनोऑक्साइड, 25 से 30% हाइड्रोजन, 5 से 15% कार्बन डाइऑक्साइड और 0 से 5% मीथेन का मिश्रण होता है। इसमें अन्य गैसों की मात्रा भी कम होती है। Syngas में प्राकृतिक गैस के आधे से भी कम ऊर्जा घनत्व होता है। गरमागरम कोक और भाप के बीच पहली प्रतिक्रिया, दृढ़ता से एंडोथर्मिक है, कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) और हाइड्रोजन का उत्पादन करती है। (पुरानी शब्दावली में जल गैस)। जब कोक बेड एक ऐसे तापमान पर ठंडा हो जाता है जिस पर एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया आगे नहीं बढ़ सकती है, तो भाप को हवा के एक विस्फोट से बदल दिया जाता है।

दूसरी और तीसरी प्रतिक्रियाएं तब होती हैं, जो एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया पैदा करती हैं - शुरू में कार्बन डाइऑक्साइड बनाती हैं और कोक बेड के तापमान को बढ़ाती हैं - इसके बाद दूसरी एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया होती है, जिसमें बाद वाली कार्बन मोनोऑक्साइड में परिवर्तित हो जाती है। समग्र प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, जिससे उत्पादक गैस (पुरानी शब्दावली) बनती है। फिर भाप को फिर से इंजेक्ट किया जा सकता है, फिर हवा आदि, चक्रों की एक अंतहीन श्रृंखला देने के लिए जब तक कि कोक का अंत में उपभोग नहीं हो जाता। मुख्य रूप से वायुमंडलीय नाइट्रोजन के साथ कमजोर पड़ने के कारण, जल गैस के सापेक्ष उत्पादक गैस का ऊर्जा मूल्य बहुत कम होता है। तनुकरण प्रभाव से बचने के लिए शुद्ध ऑक्सीजन को वायु के स्थान पर प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जिससे बहुत अधिक ऊष्मीय मान वाली गैस उत्पन्न होती है। इस मिश्रण से अधिक हाइड्रोजन उत्पन्न करने के लिए, अधिक भाप डाली जाती है और जल-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया की जाती है:
 * CO + H2O -> CO2 + H2

हाइड्रोजन को से अलग किया जा सकता है दबाव स्विंग सोखना (पीएसए), अमीन स्क्रबिंग, और झिल्ली रिएक्टरों द्वारा। विभिन्न वैकल्पिक तकनीकों की जांच की गई है, लेकिन कोई भी व्यावसायिक मूल्य की नहीं है। कुछ बदलाव कार्बन डाइऑक्साइड प्लस मीथेन जैसे नए स्टोइकोमेट्री पर ध्यान केंद्रित करते हैं  या कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक हाइड्रोजनीकरण। अन्य शोध इलेक्ट्रोलिसिस, सौर ऊर्जा, माइक्रोवेव, और इलेक्ट्रिक आर्क्स सहित प्रक्रियाओं को चलाने के लिए उपन्यास ऊर्जा स्रोतों पर केंद्रित है। अक्षय ऊर्जा से उत्पन्न बिजली का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को उच्च तापमान वाले इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से सिनगैस में संसाधित करने के लिए भी किया जाता है। यह उत्पादन प्रक्रिया में कार्बन तटस्थता बनाए रखने का एक प्रयास है। ऑडी ने सनफायर नाम की कंपनी के साथ साझेदारी में नवंबर 2014 में इस प्रक्रिया का उपयोग करके ई-डीजल बनाने के लिए एक पायलट प्लांट खोला। सिनगैस जो मिथेनाइज्ड नहीं है, आमतौर पर 120 बीटीयू/स्टैंडर्ड क्यूबिक फुट का कम ताप मान होता है। अनुपचारित सिनगैस को हाइब्रिड टर्बाइनों में चलाया जा सकता है जो अपने कम ऑपरेटिंग तापमान और विस्तारित जीवनकाल के कारण अधिक दक्षता की अनुमति देते हैं।

उपयोग
Syngas का उपयोग हाइड्रोजन के स्रोत के साथ-साथ ईंधन के रूप में भी किया जाता है। इसका उपयोग सीधे लौह अयस्क को सीधे कम किए गए लोहे में कम करने के लिए भी किया जाता है। रासायनिक उपयोगों में मेथनॉल का उत्पादन शामिल है जो एसिटिक एसिड और कई एसीटेट का अग्रदूत है; फिशर-ट्रॉप्स प्रक्रिया के माध्यम से तरल ईंधन और स्नेहक और पहले मोबिल गैस से तरल पदार्थ#मेथनॉल से गैसोलीन प्रक्रिया (एमटीजी) प्रक्रिया; हैबर प्रक्रिया के माध्यम से अमोनिया, जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन (N .) को परिवर्तित करता है2) अमोनिया में जो उर्वरक के रूप में प्रयोग किया जाता है; और ऑक्सो अल्कोहल एक मध्यवर्ती एल्डिहाइड के माध्यम से।

यह भी देखें

 * बौडौर्ड प्रतिक्रिया
 * क्लॉस प्रक्रिया
 * कोयला गैस
 * औद्योगिक गैस
 * एकीकृत गैसीकरण संयुक्त चक्र
 * आंशिक ऑक्सीकरण
 * सुधारक स्पंज आयरन चक्र
 * सिनगैस किण्वन
 * भूमिगत कोयला गैसीकरण

बाहरी संबंध

 * "Sewage treatment plant smells success in synthetic gas trial" ARENA, accessed December 6 2020
 * Fischer Tropsch archive
 * https://www.technologyreview.com/s/508051/a-cheap-trick-enables-energy-efficient-carbon-capture/