KÖMÜRÜN GAZLAŞTIRILMASI İLE SENTEZ GAZI ÜRETİMİ Sentez gazı, karbon içeren yakıtın gazlaştırılması ile elde edilen ve ısıtma değerine sahip bir gaz üründür. Sentez gazı (Syngas) genel olarak CO, CO2, H2 tan oluşur. Sentez gazı adını, sentetik doğal gaz ara ürünü olması ve amonyak, gübre ya da metanol gibi farklı kimyasalların sentezinde rol almasından dolayı alır. Sentez gazı ayrıca yakıt ya da makine yağı olarakta kullanılabilen sentetik petrolün üretiminde de kullanılır. Sentez gazı doğal gazın enerji içeriğinin yarısına sahiptir. Direk olarak yakılamaz fakat yakıt kaynağı olarak kullanılabilir. Sentez gazının bir diğer kullanım alanı kızgın buhar ya da elektrik üretimidir. Gazlaştırmada genel olarak kömür, karbon içeren petrol tabanlı malzemeler ve atıklar kullanılabilir. Bu reaksiyonlarda karbon su ile birleşerek CO2, CO ve H2 oluşturur. C(k) + H2O(g) → CO(g) + H2 (g) DENEYİN YAPILIŞI a)
Deney düzeneğinin kurulması Şekil. 1 Sentez gazı üretimi deney düzeneği (Kaewpanha vd., 2014) 1.
Taşıyıcı gaz, 2. Kütle akış kontrol edici, 3. Peristaltik pompa, 4. Buhar üretici, 5. Tel ısıtıcı, 6. Tüp fırın, 7. Örnek, 8. Quartz yün, 9. Zirkonyum bilyeler, 10. Elek, 11. Soğutma banyosu, 12. Termoçift, 13. CO2 absorplayıcı, 14. CO absorplayıcı. ● CO2 absorplayıcı: KOH 1:2 oranında suda soğutularak çözülür. 1 mL KOH çözeltisi en az 40 mL CO2 absorbe eder. Absorbsiyon gaz ve sıvı arasında sağlanan hareketli temas sonucunda yaklaşık bir dakikada sona erer. CO2 + KOH → KHCO3 ● CO absorblayıcı: Önce 250 g NH4Cl 750 mL suda çözünür. Üzerine 200 g CuCl2 ilave edilir ve çözününceye kadar çalkalanır. Oluşan hafif koyu renkli çözelti az miktarda bakır oksiklorür içerir. Bu karışıma bakır talaşı ilave edildikten sonra şienin ağzı mantarla sıkıcı kapatılır. Çözelti bu halde uzun süre saklanabilir. Kullanılacağı zaman bu çözeltinin 3 hacmi 1 hacim amonyak çözeltisi ile karıştırılarak absorpsiyon tüpüne doldurulur. Bu çözltinin 1 mL si 16 mL CO absorbe eder. Cu2Cl2 + 2CO <­­> CuCl2.CO b)
Deneyin yapılışı Bu deneyde sentez gazı üretimi için linyit kömürü kullanılacaktır. Örnek , sentez gazı üretim potansiyeli açısından incelenecektir. Kullanılacak bir katalizör ile deney tekrar edilecektir. 1. Quartz cam içerisine camı ortalayacak şekilde cam yün 10 g örnek yerleştirilir. 2. Örneğin önüne ve arkasına cam yünü çok sıkı olmayacak şekilde yerleştirilir. 3. Quartz boru tüpe cam yünleri ile destek oluşturularak dengeli bir şekilde yerleştirilir. 4. Quartz borunun gaz ve ürü çıkış bağıntıları yapılır. 5. Reaksiyon ortamından N2 geçirilerek ortamdan O2 uzaklaştırılır. 6. CO2 tutucu çözelti sisteme ilave edilir. 7. CO tutucu çözelti sisteme ilave edilir. 8. Sistem 20ºC/dk hız ile 400ºC ye getirilir. 9. Gaz çıkışına bağlı olarak CO2 ve CO tutucu sıvıların hacimlerinde meydana gelen değişiklikler 10 dk da bir kaydedilir. 10. Seviyeler değişmeyinceye kadar deneye devam edilir. 11. Deney sonunda elde edilen CO2 ve CO hacimleri zamana karşı grafiğe geçirilir. c)
Sonuçların değerlendirilmesi Deney sonucunda ölçülebilen gaz hacimlerinin zamana bağlı grafikleri çizilir. Ürün miktarı başına oluşan CO2 belirlenir. Sentez gazı üretiminin durduğu süre belirlenir. Deney sonucunda kalan katı ürün tartılır ve gazlaşan ürün miktarı hesaplanır. 
Download

Deney 7: Borusal Akım Reaktörü: Gaz Adsorpsiyonu