FOSİL YAKITLARDAN HİDROJEN ÜRETİMİ

• KÖMÜR • DOĞAL GAZ • PETROL

HİDROJEN

• Tüm maddelerin yaklaşık olarak 3/4 ‘lük bir oranını kapsar. • Dünyada serbest olarak dolaşan hidrojen miktarı çok düşüktür. • Havadan 14 kat daha hafiftir. • Temel kaynakları hidrokarbonlar ve sudur.

1) Doğalgazın Buhar Reformasyonu

2) Kısmi Oksidasyon3) Doğalgazın Termal Olarak Parçalanması4) Kömür Gazlaştırılması

1) Buhar Reformasyonu

•Sülfür buhar reformasyonunda kullanılan Nikel Oksit içerikli katalizörün çalışmasını olumsuz etkiler.

• Bu nedenle birinci adım olan gaz sentezi başlamadan önce sülfürün ortamdan uzaklaştırılması gerekmektedir.

1) Buhar Reformasyonu Hidrojen üretimi için en yaygın, ekonomik ve verimli yöntemdir. Düşük maliyet yüksek enerji Doğalgazın Buhar Reformasyonu (Metan) Önemli üç adımdan oluşur. i.) Gaz Üretim Sentezi ii.) Su-Gaz Değiştirmesi iii.) Gaz Arıtması

i.) Gaz Üretim Sentezi Metanın buharla reaksiyonundan CO ve H2 üretilir. Reaksiyon sıcaklığı genelde 700-925 ºC arasındadır. + » CO + 3 (endotermik)

ΔH298K = +206.36 kJ/mol

ii.) Su-Gaz Değiştirmesi CO emisyonunu azaltmada önemli rol oynar. CO + » + (ekzotermik) iii.) Gaz Arıtması Hidrojen saflaştırılıp karbondioksit ayrılıyor.

Doğal Gaz (Metan) Buhar Reformasyonu

2) Kısmi Oksidasyon Kısmi oksidasyon hidrokarbonların gerekenden az oksijenli ortamda yakılmasıdır. Genel olarak kısmi oksidasyonun verimi buhar reformasyonundan düşük olup %50 civarındadır. Bu süreçte sıkıştırılabilen hidrokarbon kaynağı kullanılmaktadır. 2 + m ›› 2mCO + n

3) Doğalgazın Termal Olarak Parçalanması Hidrokarbon bileşikleri oksijensiz ortamda ve çok yüksek sıcaklıklarda (~2000 ) ısıtılarak parçalanır, hidrojen ve karbon elde edilir. Yan ürün olarak siyah karbon üretebildiğinden dolayı bu yöntem ekonomik olarak oldukça uygundur. Ayrıca hidrokarbonlardan hidrojen üretiminde CO2 emisyonu sağlamayan tek yöntem olması da dikkate alınmalıdır.

4) Kömür Gazlaştırılması Kömür gazlaştırılması işleminde toz haline getirilmiş kömür atmosferik basınç altında oksijen ve buhar ile hızlıca parçalanarak oksidasyona uğratılır. Hidrojen üretiminin %18 i bu yöntemle elde edilir. Yüksek sıcaklıklar gerektirmesi ve kirlilik yaratması nedenlerinden fazla tercih edilmez. Kömürün gazlaştırılmasında temel işlem yüksek sıcaklıklarda kömürün buhar ve oksijenle reaksiyona sokularak H2, CO ve CO2 elde edilmesidir.

Kömürün Gazlaştırılması

Karbon salınımını azaltmak için CO, ’ ye dönüştürülür. 3C ++ (g) = + 3CO CO + = +