La reazione chimica complessiva per la gassificazione del vapore può essere rappresentata come:
C (coke) + H2O (vapore) → CO (monossido di carbonio) + H2 (idrogeno)
Ecco una spiegazione passo passo del processo:
1. Preparazione della Coca Cola:
- La coke è un combustibile solido e poroso derivato dal carbone attraverso un processo chiamato carbonizzazione, che prevede il riscaldamento del carbone in assenza di aria.
- Il coke funge da fonte di carbonio per il processo di gassificazione.
2. Generazione di vapore:
- Il vapore ad alta pressione viene generato utilizzando una caldaia o un'altra fonte di calore.
3. Reattore di gassificazione:
- Il coke e il vapore vengono introdotti in un reattore di gassificazione, un recipiente progettato per facilitare le reazioni chimiche.
- Il reattore funziona ad alte temperature (tipicamente intorno agli 800-1200°C) e ad alte pressioni.
4. Reazioni:
- All'interno del reattore, il coke reagisce con il vapore attraverso una serie di reazioni chimiche complesse.
- Le reazioni primarie sono la reazione acqua-gas e la reazione di shift:
- Reazione acqua-gas:C + H2O → CO + H2
- Reazione di spostamento:CO + H2O → CO2 + H2
- Queste reazioni convertono il carbonio presente nel coke in idrogeno e monossido di carbonio.
5. Separazione del prodotto:
- Al termine delle reazioni, i prodotti gassosi (idrogeno, monossido di carbonio, anidride carbonica e vapore non reagito) vengono separati da eventuali residui solidi (ceneri).
- Per purificare l'idrogeno gassoso vengono impiegate varie tecniche di separazione, come il lavaggio del gas, la filtrazione e il raffreddamento.
6. Purificazione dell'idrogeno:
- L'idrogeno grezzo può contenere impurità come composti di zolfo, anidride carbonica e altri contaminanti.
- Potrebbero essere necessarie ulteriori fasi di purificazione per ottenere la purezza dell'idrogeno desiderata per applicazioni specifiche.
Utilizzando il processo di gassificazione del vapore, le industrie possono ottenere gas idrogeno come preziosa fonte di energia e materia prima chimica. L’idrogeno ha numerose applicazioni, tra cui il carburante per veicoli, la produzione di energia e la produzione di fertilizzanti, prodotti chimici e carburanti sintetici.
