Produzione idrogeno

Idrogeno

• Bassa densità energetica
• produzione mini scala uranio
• non estraibile da acqua

• Consumo per NH₃: 5.2^-1 (comunicata nel 1913)

Pro:

• Non inquinante come combustibile
• 2H₂O₂ → 2H₂O + calore + combustion
• Alto efficienza energetica

Contro:

• Problemi legati alla conversione da forme alternative
• Fonti rinnovabili non competitive (bassi rendimenti)

Produzione

• Fossili: GNL → Steam 48%
• Elettrolisi (su piccolissima scala) 2H₂O → 2H₂ + O₂ (per crescere molto H₂O) → (selezione mescolare D2O della massa!)

Rinnovabili

• Eolico/idroelettrica
• Gassificazione → rilascia sostanze volatili inquinanti

Nucleare

• Tanto calore di scarto utilizzabile

Sviluppi recenti:

• Integrazione con infrastrutture esistenti
• Maggiore efficienza e sostenibilità

STEAM REFORMING (=STFRM)

• produce 50% di H₂ usato
• mi tiene sentinelle con tiq qui inc.
• metano solo col CH₄ inc. le press. tipo GPL
• eoloro col eCCESSO VAPORE = evito coke
• ALTA VELOCITÀ (bassi tempi residenza)

P = 20 30 bar

REAZIONI:

STFRM CH₄ + mH₂O ⇌ nCO + (l+m+n)H₂ (2 generica) MOLTO ENDOTERMICA

CH₄ + H₂O ⇌ CO + 3H₂

ΔH = 206 kJ/mol, eCCESSO H₂O comunque TUTTO CH₄ ΔG = 0 a 700

WGS = CONVERSIONE CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂ ΔH: -41 kJ/mol PRO = ESOTERMICA ➔ FAVORRE A BASSE T Gas uscente da STFRM -> solo CH₄ GOVERNATA dall no problem e usando catalz. ma ci PROBLEMI in Fast Cooling

COME LIMITO QUANTITA DI COKE:

• TEMPI CONTATTO
• UMENTO QUANTITA VAPORE > produce coke = FLOW 800:STFRM

comunque ad essere separalyile Gas clicate a L innogni 3) Cracking N 600 SNO EFU N 700 Bouduard avrebbe preventa oppuse perc.forcè &'ESOTERMICA

i.m.PRESSIONE SPAVORUSCE STFRM francici per AUMETNO mel MA da facciosta il 600 ba.y perfisce.

mi comun < comuguerà frequeni evolvezione perci. < il tutto vuo qui in pre.<m io at.OUB 150 o- preio >

RAPPORTO S/C: STEAM TO CARBON depend de ke uropa (be: boichi) 2,5-3

S/C - 5 no perch.o Aifel tropocio neve nel mertero. produco poco. (1 pos. nefugo)

ATR

Primary Ref

• La faccio alle minime T consentite (?)

Secondary Ref

• Pox
• Air
• Cataliz Strem!
• Gas out

T: 1000..1050° (Più alte possibili)

• Converto tutto il CH₄ reacente
• CH₄ non convertito viene bruciato insieme a una buona parte di SYNGAS (Devo alzare T)

• Materiale refrattario - Catalizzatore
• Raffreddato ad acqua all'esterno

Se aggiungo aria sto mettendo anche N₂ → mi serve per NH₃ prod

PURIF

Gas _CO2 reagisce si scalda H₂

40°C

Più logge perché c'è più roba dentro

P 20 bar

ASSORBIMENTO

*RIEMPIMENTO RANDOM INOX or PLASTICA

P: 20 bar

T Solvente: 40°C ~ ASS. ESOTERMICO

Se scambio equilibri → mi si comincia a descrivere NH3

Uso un'altra corrente parzialmente rigenerata

Ammina RICCA

T PIÙ ALTA

P PIÙ BASSA

RIGENERAZIONE con VAPORE

CO₂ Reintegro cos'altre sezione fresca perché produco sempre residui solidi

da DEGRADAZIONE AMMINE per il T

Forma SCHIUME

misbecoo parte delle colonne quindi non funziona bene l'assorbimento

Rimozione TAR:

• Problema principale della classificazione
• Altri inossiti i bitume

* posso fare l'ilangaggio gas con un tar pin liquido → lo disolusso ma abbasso il rendimento del gassificatore.

* gross: potere calorifico syngas

• Potere calorifico gas entrante

per avere basso resa devo Convertire TAR → GAS tramite cracking (conv. mai totale)

Dentro il reattore → SISTEMA PRIMARIO Fuori dal reattore (es. su letto di dolomite) SISTEMA SECONDARIO (carbonio e Mg)

• es. Letto trascinato

* REFORMING TAR → Sistema secondario

• C_mH_n + nCO₂ → m/2 H₂ + 2n CO → Dry reforming
• C_mH_n + H₂O → (n+m/2) H₂ + mCO → Steam Ref.
• C_mH_n + (2H-n/2) H₂ → n CH₄ → Hydrogen reforming (foca)
• C_nth → m/4 CH₄ + (n-m/4) C → Thermal cracking

• SISTEMA PRIMARIO: Rimuovo TAR nel reattore

• GASS (removed) → GAS CLEANUP → UTILITIES
• BIO MASS Aux/Vap
• Dust, N₂, S, Alogen

• SISTEMA SECONDARIO: Rimuovo TAR a valle del reattore

• GASS Air/vap
• Synclass Tar → TAR REMOVAL/CONVERSION → GAS CLEANING → UTILITIES