ซินแก๊ส

ซินแก๊ส Syngas, or synthesis gas, เป็นแก๊สเชื้อเพลิงผสม ส่วนผสมหลักประกอบด้วย ไฮโดรเจน, คาร์บอนมอนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ ได้ชื่อนี้เพราะถูกใช้เป็นตัวกลางในการผลิต synthetic natural gas (SNG) และ แอมโมเนีย หรือ เมทานอล นอกจากนี้ ซินแก๊ส ยังใช้ผลิตปิโตรเลียมสังเคราะห์เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงและตัวหล่อลื่นในการผลิตแก๊สโวลีนอีกด้วย ซินแก๊สเผาไหม้ได้ดี และถูกนำไปใช้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในบ่อยๆ แต่มีความหนาแน่นของพลังงานน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของแก๊สธรรมชาติเท่านั้น

วิธีการผลิตซินแก๊ส คือการใช้ขบวนการแปรสภาพเป็นแก๊ส (gasification) ของถ่านหิน หรือ มวลชีวภาพ หรือขบวนการเปลี่ยนสถานะจากพลังงานเหลือใช้โดยใช้เทคนิคของ gasification หรือใช้ขบวนการ เปลี่ยนรูปไอน้ำของแก๊สธรรมชาติหรือสารไฮโดรคาร์บอนเหลวให้เป็นแก๊สไฮโดรเจน

ขบวนการผลิตทางเคมี

ขบวนการผลิตหลักของซินแก๊สคือการใช้การเปลี่ยนรูปไอน้ำ (steam reforming) ได้แก่การดูดกลืนความร้อนจากมีเทนด้วยพลังงาน 206 kJ/mol

ปฏิกิริยาแรก เป็นการดูดกลืนความร้อนระหว่างไอน้ำกับถ่านโคกร้อนๆ ทำให้เกิดคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจน (หรือชื่อเดิมแก๊สน้ำ) เมื่อถ่านโคกเย็นลงจนขบวนการดูดกลืนความร้อนจบลง ก็จะมีอากาศเย็นเข้ามาแทนที่ไอน้ำ

เริ่มปฏิกิริยาที่สองและที่สาม เป็นขบวนการคายความร้อน โดยป้อนคาร์บอนไดออกไชด์ จนถ่านโค้กร้อน แล้วจึงเริ่มขบวนการดูดกลืนความร้อนอีกครั้ง คราวนี้จะได้คาร์บอนมอนอกไซด์ ได้แก๊สผู้ผลิต (Producer gas:ชื่อเดิม) จากนั้นก็จะเริ่มขบวนการดูดและคายความร้อนซ้ำอีกจนกระทั่งถ่านโค้กหมดสภาพ แก๊สผู้ผลิตจึงมีค่าพลังงานน้อยกว่าแก๊สน้ำ ดังนั้น จึงใช้ออกซิเจนแทนอากาศเพื่อลดปัญหาค่าพลังงานแก๊สผู้ผลิตลดลงในขบวนการท้าย ๆ

ในขบวนการผลิตแอมโมเนียในสเกลที่ใหญ่ขึ้น มีความต้องการไฮโดรเจนสังเคราะห์จากแก๊สธรรมชาติดังนี้

CH4 + H2O → CO + 3 H2

แต่ถ้าต้องการไฮโดรเจนสูงขึ้น ต้องใช้ไอน้ำมากขึ้น แก๊สน้ำจะเกิดปฏิกิริยาดังนี้

CO + H2O → CO2 + H2

ดูเพิ่ม

• Biochar
• Biobased economy
• Biofuels
• Boudouard reaction
• Claus process
• Industrial gas
• Integrated gasification combined cycle
• Partial oxidation
• Reformer sponge iron cycle
• Syngas fermentation
• Underground coal gasification

อ้างอิง

1. [1], Energy Density