El gas productor es gas combustible que se fabrica soplando aire y vapor a través de un fuego de coque o carbón simultáneamente. [1] Se compone principalmente de monóxido de carbono (CO), hidrógeno (H 2 ), así como cantidades sustanciales de nitrógeno (N 2 ). El valor calórico del gas productor es bajo (principalmente debido a su alto contenido de nitrógeno) y la tecnología está obsoleta. Las mejoras con respecto al gas productor, también obsoleto, incluyen gas de agua donde el combustible sólido se trata intermitentemente con aire y vapor y, mucho más eficientemente, gas de síntesis donde el combustible sólido se reemplaza con metano.
En los EE. UU., el gas de producción también puede recibir otros nombres según el combustible utilizado para la producción, como gas de madera . El gas productor también puede denominarse gas de succión . El término succión se refiere a la forma en que un motor de combustión interna aspira el aire hacia el generador de gas. El gas de madera se produce en un gasificador .
Producción
El gas productor generalmente se elabora a partir de coque u otro material carbonoso [2] como la antracita . El aire pasa sobre el combustible carbonoso al rojo vivo y se produce monóxido de carbono . La reacción es exotérmica y se desarrolla de la siguiente manera:
Formación de gas productor a partir del aire y el carbono:
C + O 2 → CO 2 , +97.600 calorías/mol
CO 2 + C → 2CO, –38.800 calorías/mol (mol de la fórmula de reacción)
2C + O 2 → 2CO, +58.800 calorías/mol (por mol de O 2 , es decir, por mol de la fórmula de reacción)
Reacciones entre vapor y carbón:
H 2 O + C → H 2 + CO, –28.800 calorías/mol (presumiblemente mol de la fórmula de reacción)
2H 2 O + C → 2H 2 + CO 2 , –18.800 calorías/mol (presumiblemente mol de la fórmula de reacción)
Reacción entre vapor y monóxido de carbono:
H 2 O + CO → CO 2 + H 2 , +10.000 calorías/mol (presumiblemente mol de la fórmula de reacción)
CO 2 + H 2 → CO + H 2 O, –10.000 calorías/mol (presumiblemente mol de la fórmula de reacción)
La composición media del gas de producción ordinario según Latta fue: CO 2 : 5,8%; O2 : 1,3%; CO: 19,8%; H2 : 15,1%; CH4 : 1,3%; N2 : 56,7 %; BTU bruto por pie cúbico 136 [3] [4] Se consideró que la concentración de monóxido de carbono en el gas productor "ideal" era 34,7% de monóxido de carbono (óxido carbónico) y 65,3% de nitrógeno. [5] Después del "lavado", para eliminar el alquitrán , el gas puede utilizarse para alimentar turbinas de gas (que son muy adecuadas para combustibles de bajo poder calorífico ), motores de encendido por chispa (en los que es posible sustituir el combustible 100% por gasolina) o diésel. Motores de combustión interna (en los que todavía se utiliza entre el 15 % y el 40 % del combustible diésel necesario original para encender el gas [6] ). Durante la Segunda Guerra Mundial en Gran Bretaña, se construyeron plantas en forma de remolques para remolcar vehículos comerciales, especialmente autobuses, para suministrar gas como sustituto del petróleo (gasolina). [7] Se logró un alcance de aproximadamente 80 millas por cada carga de antracita. [8]
En las películas y cuentos antiguos, cuando se describe el suicidio al “abrir el gas” y dejar abierta la puerta de un horno sin encender la llama, se hacía referencia al gas de carbón o gas ciudad. Como este gas contenía una cantidad significativa de monóxido de carbono, era bastante tóxico. La mayor parte del gas urbano también estaba odorizado, si no tenía su propio olor. El 'gas natural' moderno utilizado en los hogares es mucho menos tóxico y se le añade un mercaptano para identificar fugas.
Se utilizan varios nombres para el gas de producción, el gas de aire y el gas de agua, generalmente dependiendo de la fuente de combustible, el proceso o el uso final, incluidos:
Gas aire: también llamado “gas de potencia”, “gas de generador” o “gas productor de Siemens”. Producido a partir de diversos combustibles por combustión parcial con aire. El gas del aire se compone principalmente de monóxido de carbono con nitrógeno del aire utilizado y una pequeña cantidad de hidrógeno. Este término no se utiliza habitualmente y tiende a utilizarse como sinónimo de gas de madera.
Gas productor: Gas de aire modificado mediante inyección simultánea de agua o vapor para mantener una temperatura constante y obtener un gas de mayor contenido calorífico mediante el enriquecimiento del gas de aire con H2 . El uso actual a menudo incluye gas aire.
Gas semiagua: Gas productor.
Agua-gas azul: Aire, agua o gas de producción producido a partir de combustibles limpios como coque, carbón vegetal y antracita que contienen insuficientes impurezas de hidrocarburos para su uso como gas de iluminación. El gas azul arde con una llama azul y no produce luz excepto cuando se usa con una manta de gas Welsbach .
Lowe's Water Gas: Agua gaseosa con reactor de pirólisis secundario para introducir gases hidrocarburos con fines de iluminación. [9] [10]
Gas carburado: Cualquier gas producido mediante un proceso similar al de Lowe's en el que se añaden hidrocarburos con fines de iluminación.
Gas de madera: producido a partir de madera por combustión parcial. A veces se utiliza en un gasificador para impulsar automóviles con motores de combustión interna comunes.
Otros gases combustibles similares
Gas de hulla o gas de iluminación: Producido a partir del carbón por destilación.
Gas agua: Producido por inyección de vapor en un combustible precalentado por combustión con aire. La reacción es endotérmica, por lo que el combustible debe recalentarse continuamente para mantener la reacción. Generalmente esto se hacía alternando el vapor con una corriente de aire. Este nombre a veces se utiliza incorrectamente cuando se describe el gas de agua azul con carburador simplemente como gas de agua azul.
Gas de coquería: Las coquerías desprenden un gas exactamente similar al gas de iluminación, parte del cual se utiliza para calentar el carbón. Sin embargo, puede quedar un gran exceso que se utiliza con fines industriales una vez purificado.
Syngas , o gas de síntesis: (a partir de gas sintético o gas de síntesis) se puede aplicar a cualquiera de los gases anteriores, pero generalmente se refiere a procesos industriales modernos, como el reformado de gas natural, la producción de hidrógeno y los procesos para la producción sintética de metano y otros. hidrocarburos.
Gas urbano (ciudad): cualquiera de los gases fabricados anteriormente, incluido el gas productor, que contiene suficientes hidrocarburos para producir una llama brillante con fines de iluminación, producido originalmente a partir de carbón, para su venta a consumidores y municipios.
Usos y ventajas del gas productor:
Se utiliza en horno. Cuando los hornos son grandes, no es necesario fregar, etc. Cuando el horno es pequeño, es necesario fregarlo para evitar que los quemadores pequeños se bloqueen. En los motores de gasolina se utiliza después del lavado.
No hay pérdidas debido al humo y la corriente de convección.
La cantidad de aire necesaria para la combustión del gas productor no es muy superior a la cantidad teórica; Al quemar combustible sólido se necesita una cantidad mucho mayor que la teórica. En el caso de los combustibles sólidos, la mayor cantidad de gases de escape elimina una cantidad considerable de calor.
El gas productor se transmite más fácilmente que el combustible sólido.
Los hornos de gas se pueden mantener a una temperatura constante.
Con gas se puede obtener una llama oxidante y reductora.
La pérdida de calor debida a la conversión de combustible sólido en gas productor se puede realizar de forma económica.
Se pueden evitar las molestias del humo.
El gas de producción puede producirse incluso con combustible de peor calidad.
^ Hiller, Heinz; Reimert, Rainer; Stönner, Hans-Martin (2011). "Producción de Gas, 1. Introducción". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi :10.1002/14356007.a12_169.pub3. ISBN 978-3527306732.
^ "PRODUCCIÓN DE GAS PRODUCTOR, AGUA-GAS, GAS DE SÍNTESIS A PARTIR DE MATERIAL CARBONÁCEO SÓLIDO, O MEZCLAS QUE CONTIENEN ESTOS GASES (gas de síntesis a partir de hidrocarburos líquidos o gaseosos C01B; gasificación subterránea de minerales E21BÂ 43/295); CARBURACIÓN DE AIRE U OTROS GASES" ( PDF) .
^ Nisbet Latta, "Práctica de gas para productores estadounidenses e ingeniería de gases industriales", D. Van Nostrand Company, 1910, página 107
^ Latta, Nisbet (1910). Práctica de gas de productor estadounidense e ingeniería de gas industrial. Compañía D. Van Nostrand. Práctica estadounidense de producción de gas e ingeniería de gas industrial.
^ WJ Atkinson Butterfield, "La química de la fabricación de gas, volumen 1. Materiales y procesos", Charles Griffin & Company Ltd., Londres, 1907, página 72
^ "Copia archivada". Archivado desde el original el 26 de diciembre de 2008 . Consultado el 18 de noviembre de 2008 .{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )
^ Personal (16 de julio de 1941). "Gas productor para el transporte". Debates parlamentarios . Debates parlamentarios (Hansard) . Consultado el 15 de noviembre de 2008 .
^ Taylor, Sheila (2001). La metrópolis en movimiento . Londres: Calmann y King. pag. 258.ISBN1-85669-241-8.
^ CONVERSIÓN DE COMBUSTIBLES SÓLIDOS A GAS DE BAJO BTU Thomas E. Ban McDowell-Wellman Engineering Company Cleveland, Ohio 44110
^ Actas de la Asociación Estadounidense de Luz de Gas. Asociación Estadounidense de Luz de Gas. 1881 - a través de Google Books.
Mellor, JW, Química inorgánica intermedia , Longmans, Green and Co., 1941, página 211
Adlam, GHJ y Price, LS, Certificado de escuela superior en química inorgánica , John Murray, 1944, página 309
