Буквально тезисно в двух словах для тех, кто хочет сразу схватить суть явления.
При достаточно низкой температуре (порядка 500 С) в условиях дефицита кислорода в присутствии воды уголь (дрова и пр.), точнее углерод отбирает по законам реакций замещения кислород у воды, в результате чего образуется смесь угарного газа и молекулярного водорода. Эта смесь называется водяным газом. Фактически зона топки, в которой происходит такое преобразование – это газогенератор Винклера. Реакция происходит с поглощением тепла.
Реакция углерода с водой C(кокс) + H2O(пар) → CO + H2 Условия: 800 — 1000 °C При 500 гр. С реакция просто не пойдет... Откройте любой учебник... Для того чтобы пошла при 500 гр.С нужен катализатор... В одном из форумов (по моему на ФХ) кто-то высказывал мнение что катализатором является ржавчина!?!? Так вот его, довольно спорное утверждение, более разумно, чем Ваше (t-500 гр.С)...
В отношении дефицита кислорода... До каких пределов и в каких местах??? За счет чего будут сгорать Н2и СО или водяной газ???
О генераторе Винклера: Генераторы Винклера удобны при использовании в производстве газового топлива. В настоящее время работает несколько больших установок. Крупные установки построены в США; они удовлетворяют потребности в газовом топливе в часы пик. Особенно необходимы они в районах, удаленных от источников природного газа.
В генераторах Винклера с помощью кислорода и пара при высокой температуре газифицируется полукокс - продукт низкотемпературного швелевания бурого угля. Газифицируемый полукокс должен иметь размер зерен не более 5 мм. Эта фракция получается при сортировке на вибрационных ситах и транспортируется в бункера генераторов Винклера пневматически. Из бункеров полукокс поступает в активную зону генератора Винклера, где он газифицируется во взвешенном состоянии. Процесс регулируется так, что
экзотермическая реакция окисления углерода
уравновешивается эндотермической редукцией водяного пара. Это делается для того, чтобы система работала в условиях, обеспечивающих безаварийный ход процесса в генераторе и оптимальный состав газа, который служит сырьем для получения водорода.
В генераторе Винклера шлак остается в нерасплавленном виде; значительная часть шлака выдувается газом в виде так называемой летучей золы, для отделения которой приходится устанавливать дополнительное оборудование.
Основным недостатком генераторов Винклера является налипание золы на охлаждающие поверхности и вызываемое этим увеличение сопротивления в этой части аппарата. При нормальных условиях работы
давление внутри генератора равно 1500 мм вод. ст., при его увеличении затрудняется работа шнековых транстюртеров для подачи угля ( которые должны преодолевать увеличенное давление) и возникает Опасность выхода газа наружу через винтовые зольные шнеки.
Унос из генераторов Винклера, как и всякий сорбционный материал, отличается разной восприимчивостью к различным сорбируемым веществам в зависимости от их свойств. Что касается фенольных вод, то применение уноса для их очистки весьма целесообразно, так как основные вещества, содержащиеся в этих водах, - фенолы и пирокатехин, хорошо им адсорбируются.
Высота шахты генератора Винклера должна быть такова, чтобы обеспечить не только соответствующую длину пути частиц топлива и улавливаяие фонтанов пыли, выбрасываемой из кипящего слоя при большой нагрузке генератора, но и выравнивание температуры газа, предотвращающее оплавление шлаком патрубка для вывода газа из генератора.
Измеренные в генераторе Винклера
с кислородно-паровым дутьем при большой концентрации О2 эти длины сильно различаются для частиц бурого угля и буроугольного полукокса.
К сожалению, генератор Винклера
дает газ, малопригодный для синтеза, поскольку, во избежание образования шлаков, приходится поддерживать температуру не выше 1000 С. Это приводит к неудовлетворительному крекингу, при котором образуется большое количество метана ( 5 - 7 объемн. Чтобы обойти это затруднение, в пространство над слоем инжектируется кислород, что приводит к повышению температуры и более удовлетворительному крекингу. Однако в уходящей смеси все еще остается около 2 % метана. Другая трудность заключается в больших ( 20 - 30 %) потерях угля вследствие уноса.