الغاز التركيبي Syngas :

جرى تطوير المعالجات الحديثة لإنتاج مزيج CO-H₂ من الفحم والبخار بمردود أعلى من الوحدات القديمة لإنتاج غاز الماء وغاز المولدات . يكون المحتوى الحراري للغازات الناتجة منخفضاً (3.7 – 7.5 MJ / م³) يحتوي على حوالي 50% من النتروجين الذي يدخل الى المجموعة كجزء من الهواء .

ويستخدم الغاز ذو الحرارة المنخفضة بصورة رئيسية كوقود صناعي في الموقع وكوسيط في إنتاج الفورم ألدهيد Formaldehyde والأمونيا ، بينما يمكن نقل الغاز المتوسط الحرارة على نحو اقتصادي بالأنابيب الى مسافات تصل حتى 160-320 كم . تعالج أكثر الغازات بالميثان لإنتاج غاز طبيعي بديل (SNG) .

تصنف نماذج اجهزة التغوير وفقاً لنموذج السرير المغوّز : سرير ثابت ، وسرير معجج Fluidized ، وسرير محمول Entrained Bed . وأقدم نماذجها طريقة لورجي (السرير الثابت) ، وطريقة ونكلر (السرير المعجج) ، وطريقة كوبرز – توتسك (الجريان المحمول) . استخدمت كافة هذه الطرق تجارياً على نطاق عالمي ، ولم تستخدم أية طريقة منها تجارياً في الولايات المتحدة . وأدت الجهود التي بذلت لتحسين المفاعلات Reactors لإنتاج غاز طبيعي بديل على نطاق واسع (معالجة 5000-10000 طناً من الفحم يومياً ) الى تطوير عدة مفاعلات عرفت بمفاعلات الجيل الثاني التي هي اشكال معدلة عن الطرق القديمة ( الجدول 6 ‏- 4 ‏) في طريقة لورجي جهاز ضغطي ذو سرير متحرك لا يمكن فيه استعمال تكويك الفحم بشده ، ومعمل بالهواء او الاكسجين . يسبب الفحم المكتشف في غرب الولايات المتحدة بعض المشاكل . ملقم الفحم بأحجام معينة من اعلى جهاز التغويز وينفث البخار او الاكسجين الى اسفله (الصورة 1 ‏- 1) ‏درجة حراره التغويز هذا اقل منها في الاسرة الاخرى .

‏عندما ينجذب الفحم نزولا ويتسخن ، يبدأ خفض التطار Devolatilization ، ويترافق التطاير عند درجة حرارة 620 – 760 مئوية وما فوق بتغويز الفحم Char الناتج . يغادر الغاز الخام عند درجة حرارة تتراوح من 370-595 مئوية ، بحسب نوع الفحم . ويحتوي على نواتج الكربنة كالقطران والزيت والنفثا والفينولات والأمونيا وآثار قليلة من غبار الفحم والرماد . يعبر الغاز الخام جهاز الغسل ، فيغسل بغاز مسيّل دائر ثم يبرد الى درجة الحرارة التي يصبح فيها مشبعا بالبخار . ويتألف الغاز الذي يغادر جهاز التغويز بصورة رئيسية من : CO₂ و CO و CH_{4 ­}و H₂ و H₂O .

‏يتميز جهاز وينكلر ذي السرير المعجج بانتظام توزيع درجات الحرارة والتلامس الممتاز بين المواد الصلبة والغاز. ويلقم الفحم ، مكسراً او ناعما ، الى اعلى الجهاز ، بينما يلقم الاكسجين والبخار الى اسفله . وكما نرى في الصورة 2 ‏- 1 ‏، ويمكن معالجة انواع مختلفة من الفحم بدون خسارة مهمة في المردود . ويجب تجهيز الفحوم المكوكة قبل تلقيمها للمعالجة . حرارة التشغيل هنا ( 800 ‏- 1000 مئوية) واعلى ‏مما هي عليه في السرير المحمول . تحمل الغازات عند خروجها كمية كبيرة من الغبار ويجب معالجتها لإزالته ادخلت عدة تعديلات على طريقة وينكلر الاصلية : هياغاز Hygas ‏، و يو-غاز  U- Gas، و ويستنغهاوس Westinghouse ، و كوغاز Cogas . طورت طريقتا ، هايغاز و يو-غاز من قبل معهد تكنولوجيا الغاز في شيكاغو ، كما طورت طريقة كوغاز بالتعاون بين شركة FMC ‏والهيئة الوطنية للفحم في بريطانيا .

‏يتميز جهاز التغويز ذي السرير المحمول في طريقة كوبرز- توتسك باستطاعة اعلى في وحدة الحجم في الطرق الثلاث . يلقم معاً مسحوق الفحم والاكسجين والبخار ويجري تغويز الفحم على شكل معلق ( الصورة 3 ‏- 1‏) . ويمكنه ان يعالج كل انواع الفحم وينتج غازاً خاليا من القطران والفينولات . ولكنه يحتاج الى حرارة عالية ( 1900 مئوية) وكميات كبيرة من الاكسجين . لا تحتاج هذه الطريقة معالجة مسبقة لان انسياب الغاز يفصل الجزيئات ، فتتغوز بسرعة بحيث لا تتمكن من التكتل .

‏الجدول 1-1 ‏. الحالة التقنية لمعالجة تغويز الفحم عام 1981 ‏.

الصورة 1-1 جهازلورجي للتغويز الضغطي .

الصورة 2-1 جهاز التغويز بالسرير المعجج   الصورة 3-1 تغويز الفحم المعلق في مولد وينلكر المحمول .

والمعدلات الاجمالية لإنتاج الغاز في هذا السرير اعلى منها في كل من السريرين الثابت والمحمول . واستخدمت معالجات التغويز المذكورة جميعها في كل انحاء العالم وعلى مدى سنوات ، وخصوصا في المانيا . يبين الجدول 2 ‏- 1 ‏تركيب الغاز النموذجي للطرق الثلاث .

‏كان في الولايات المتحدة ، عام 1981 ، مصنع واحد صغير يستخدم تكنولوجيا الجيل الثاني في التشغيل ، وهو جهاز تغويز من نموذج السرير الثابت . وكانت هناك في تنيسي وحدة لإنتاج الغاز التركيبي تستخدم الجيل الثاني تكساكو ، اي طريقة السرير المحمول . وخطط لها ان تعمل في عام 1983 ‏. وهناك كثير من المشاريع الفعالة في مختلف مراحل التخطيط و/ او البناء .

الجدول 2-1 تركيب الغازات النموذجية المنتجة (أساس جاف) (مول %)

مواضيع ذات صلة

صناعة حمض الكبريتيك

تركيب حامض الكبريتوز

كلوريد الثيونيل Thionyl Chloride

حامض الكبريتوز: Sulphureous Acid

مركبات الكبريت مع الأكسجين

مركبات الكبريت مع الهيدروجين

الكبريت الغروي

الحصول على الكبريت من المناجم Sulphur Mining

الأشكال التأصلية للكبريت

الاختبارات الخاصة للورق

تحويل اللب إلى ورق

صناعة الورق