수성 가스

Water gas
물의 기체상은 수증기를 참조한다.
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물 가스는 일산화탄소와 수소의 혼합물인 연료 가스의 일종이다.연료층[코크]을 공기로 열풍하고 [1][2]증기로 가스화함으로써 생산된다.이것의 열량은 현대의 신가스 식물의 약 10%이다.게다가 이 기술을 매력적이지 않게 만드는 것은, 그것의 전구체 코크스는 비싸고, 반면, singas는 주로 천연 가스의 메탄인 더 저렴한 전구체를 사용한다.

생산.

합성 가스는 코크스와 같이 붉게 달궈진 탄소 연료 위에 증기를 통과시켜 만들어집니다.

HO2 + C → H2 + CO (δH = +160 kJ/mol)

이 반응은 흡열성이기 때문에 반응을 유지하려면 연료를 지속적으로 다시 가열해야 합니다.이를 위해 증기 흐름과 번갈아 발생하는 공기 흐름이 도입되어 탄소의 일부를 연소시킵니다.

O2 + C → CO2 (δH = -393 kJ/mol)

이론적으로 6 L의 물이스를 만들기 위해서는 5 L의 공기가 필요하다.또 질소 오염을 방지하기 위해 순수 산소를 이용해 일산화탄소를 연소시켜 에너지를 공급할 수 있다.

O2 + 2 C → 2 CO (δH = -221 kJ/mol)

이 경우 산소 1 L는 5.3 L의 순수 가스를 생성한다.

역사

물-가스 이동 반응은 1780년 이탈리아 물리학자 펠리체 폰타나에 의해 발견되었다.물 가스는 1828년부터 영국에서 백열 [3]코크스에 증기를 불어넣어 만들어졌습니다.

탄화수소(가스)

탄화수소산염은 수증기가 빛나는 코크스를 통과함으로써 발생하는 일산화탄소와 수소로 이루어진 물 가스의 옛 용어이다.탄화수소산염은 공기로 분류되어 18세기 의사들이 치료 특성을 탐색했다.토마스 베도스와 제임스 [4]와트.탄화수소산염이라는 용어는 1794년 토마스 베도스에 의해 만들어졌다.중탄산 이온의 현대식 이름인 "수소 탄산염"과 혼동해서는 안 된다.

1794년과 1802년 사이에 티베리우스 카발로와 데이비스 길버트와 같은 의사들이 탄화수소를 진통제와 [5]마취제로 실험했다.험프리 데이비는 공압연구소에서 3쿼트의 탄화수소산염을 악랄하게 들이마셨고, "멸종"과 동시에 거의 죽을 뻔했다; 데이비는 이틀 후에 회복되었고 더 많은 탄화수소산염의 흡입은 "고통스러운 느낌을 주지 않고 즉시 생명을 파괴할 수 있었다"[6]고 결론지었다.일산화탄소는 마취 효과가 있는 것으로 알려져 있어 과학자들은 일산화탄소 포이션을 경험했을 가능성이 있다.

탄화수소산염에 의해 치료되는 질병은 결핵, 염증, 천식, 기대, 혈액투석, 폐렴, 히드로흉부, 경련 및 기타 [4][5]징후를 포함한다.탄화수소산염으로 처리된 많은 질병들, 일산화탄소가 유효 성분이었던 질병들은 현재 일산화탄소의 치료 가능성을 결정하기 위해 현대 생물의학 연구 방법을 사용하여 조사되고 있다.예를 들어, James Lind는 폐 [4]염증을 효과적으로 치료하기 위해 탄화수소를 인식했다. 흡입 프로토콜 또는 일산화탄소 방출 분자를 통한 일산화탄소의 전달은 [7]염증에 대한 효과적인 치료를 나타내는 중요한 임상 전 데이터를 가지고 있다.탄화수소산염의 의약적용 선구적 작업은 현대 의약품 개발에 중요한 원천이다.

제임스 와트는 1794년에 탄화수소가 "혈중 산소에 대한 해독제"로 작용할 수 있다고 제안했고 일산화탄소(1800)와 헤모글로빈(1840)[4]이 발견되기 전에 과다 복용의 독성에 대해 경고했다.와트의 관찰에도 불구하고,[8] 클로드 버나드는 1857년경에 질식을 유발하기 위해 헤모글로빈을 대체하는 일산화탄소에 대한 친화력을 설명함으로써 일산화탄소 중독의 메커니즘을 처음으로 설명했다는 것이 널리 받아들여지고 있다.

로우의 가스 과정

1873년, Thaddeus S. C. Lowe는 난방과 조명에 주거 및 상업적인 용도로 많은 양의 수소가스를 생산할 수 있는 수소가스 공정을 개발하고 특허를 취득했습니다.이 가스는 도시 서비스에 사용되는 일반적인 석탄 가스 또는 코크스 가스보다 더 효율적인 난방 연료를 제공했습니다.이 프로세스에서는 물-가스 이동 반응을 사용했습니다.

CO + HO2 → CO2 + H2

이 과정은 코크스 가스의 주요 공급원인 뜨거운 석탄 위에 고압 증기를 통과시킴으로써 발견되었다.Lowe의 공정은 석탄이 과열 상태를 유지할 수 있는 굴뚝 시스템을 개선하여 지속적으로 높은 가스 공급을 유지했습니다.이 반응으로 이산화탄소와 수소가 생성되었고, 냉각과 "스크럽" 과정을 거쳐 수소가스가 생성되었다.

이 과정은 가스 제조 산업에 박차를 가했고, 가스화 공장은 미국 동부 해안에 빠르게 설립되었다.Haber-Bosch 공정과 같은 유사한 과정은 공기 중에 있는 질소와 수소의 결합에 의해 암모니아(NH)의3 제조로 이어졌다.이것은 오랫동안 암모니아를 냉매로 사용하던 냉동 산업에 박차를 가했다.로 교수는 또한 인공 제빙기에 대한 특허를 여러 개 보유하고 있으며, 수소 가스로 작동하는 제품뿐만 아니라 냉동창고에서도 성공적인 사업을 운영할 수 있었다.

바리에이션

기화수 가스

물 가스는 석탄 가스보다 연소 열이 낮기 때문에, 기름이 분사되는 가열된 레토트를 통해 가스를 통과시킴으로써 열량이 증가했습니다.그 결과 혼합된 가스는 카뷰레트 물 가스라고 불렸다.침탄수 가스의 평균 구성은 다음과 같다.H2=34~38%, CO=23~28%, 포화 탄화수소=17~21%, 불포화 탄화수소=13~16%, CO2=0.2~2.2%, N2=2.5~5.0%.열량이 높아 열원으로 사용된다.

반수성 가스

반수성 가스는 가열된 코크스를 통해 공기와 증기의 혼합물을 통과시켜 만들어진 물 가스와 생산 가스의 혼합물입니다.생산 가스가 형성될 때 발생하는 열은 코크스의 온도를 물 가스가 형성될 수 있을 정도로 높게 유지합니다.

물 가스 이동 반응

일산화탄소가 물과 반응할 때 발생하는 이산화탄소를 제거한 후 수소가스 시프트 반응을 이용하여 수소가스로부터 순수수소를 얻을 수 있다.

사용하다

신가스에 의해 완전히 대체된 물 가스는 특정 연료 전지에 적용될 수 있다.Fischer-Tropsch 프로세스에서 사용됩니다.그것은 연료 가스를 생성하기 위해 생산 가스와 반응합니다.그것은 또한 암모니아 합성을 위해 순수한 수소를 얻는 데 사용될 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Hiller, Heinz; Reimert, Rainer; Stönner, Hans-Martin (2011). "Gas Production, 1. Introduction". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a12_169.pub3. ISBN 978-3527306732.
  2. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. p. 38. ISBN 978-0-08-037941-8.
  3. ^ Singer, Charles; et al., eds. (1954–1978). A History of Technology. Clarendon Press.
  4. ^ a b c d Beddoes, Thomas (1794). Considerations on the Medicinal Use of Factitious Airs: And on the Manner of Obtaining Them in Large Quantities. In Two Parts. Part I. by Thomas Beddoes, M.D. Part II. by James Watt, Esq. Bulgin and Rosser.
  5. ^ a b Cavallo, Tiberius (1798). An Essay on the Medicinal Properties of Factitious Airs: With an Appendix, on the Nature of Blood. author, and sold.
  6. ^ Holmes, Richard (2008). The Age of Wonder: How the Romantic Generation Discovered the Beauty and Terror of Science. doi:10.1063/1.3206097. ISBN 9780007149537.
  7. ^ Motterlini, Roberto; Otterbein, Leo E. (2010). "The therapeutic potential of carbon monoxide". Nature Reviews Drug Discovery. 9 (9): 728–743. doi:10.1038/nrd3228. ISSN 1474-1784. PMID 20811383. S2CID 205477130.
  8. ^ Otterbein, Leo E. (2002). "Carbon Monoxide: Innovative Anti-inflammatory Properties of an Age-Old Gas Molecule". Antioxidants & Redox Signaling. 4 (2): 309–319. doi:10.1089/152308602753666361. ISSN 1523-0864. PMID 12006182.
  • Mellor, J.W., 중간 무기 화학, Longmans, Green and Co, 1941, 페이지 210–211
  • Adlam, G.H.J. and Price, L.S. A Higher School Certificate 무기화학, John Murray, 1944, 309페이지
  • 역사 전자책 프로젝트ACLS 인문 전자책Vol 5. "광물유의 사용" 페이지 119
  • 가스 조명의 화학, 1850년