„Wassergas-Shift-Reaktion“ – Versionsunterschied
| [gesichtete Version] | [gesichtete Version] |
Inhalt gelöscht Inhalt hinzugefügt
K Bot: Ergänze: nl:Water-gas-shift-reactie |
|||
| (38 dazwischenliegende Versionen von 31 Benutzern werden nicht angezeigt) | |||
| Zeile 1: | Zeile 1: | ||
Die '''Wassergas-Shift-Reaktion''' |
Die '''Wassergas-Shift-Reaktion''', kurz auch '''WGS''' oder ''Wassergas-Konvertierungsreaktion'' (historisch auch '''Kohlenoxid-Konvertierung'''<!-- Holleman-Wiberg -->), ist ein Verfahren zur Verringerung des [[Kohlenstoffmonoxid]]-Anteils in [[Synthesegas]] und zur Erzeugung von [[Wasserstoff]]. Die Reaktionsgleichung ist auch als ''Konvertierungsgleichgewicht''<!-- Holleman-Wiberg --> bekannt. |
||
:<math>\mathrm{ CO + H_2O \ |
:<math>\mathrm{ CO + H_2O \rightleftharpoons CO_2 + H_2} \qquad \Delta H_{R\ 298}^0 = -41{,}2\ \mathrm{kJ/mol}</math> |
||
[[Datei:K dGr WGS.svg|mini|Temperaturabhängigkeit von freier molarer (Gibbs-)Enthalpie und Gleichgewichtskonstante der Wassergas-Shift-Reaktion.]] |
|||
| ⚫ | |||
Unter Zugabe von [[Wasserdampf]] reagiert das CO zu [[Kohlenstoffdioxid|CO<sub>2</sub>]] und H<sub>2</sub>. Die [[Reaktionsenthalpie]] von −41,2 kJ/mol ist recht niedrig. Mit steigender Temperatur verschiebt sich das [[Chemisches Gleichgewicht#Störung des Gleichgewichtes – Prinzip von Le Chatelier|chemische Gleichgewicht]] von den Reaktionsprodukten hin zu den Reaktionsedukten. Bei ca. 1100 K (ca. 830 °C) beträgt die [[freie Enthalpie]] 0 kJ/mol, die [[Gleichgewichtskonstante]] beträgt 1. |
|||
| ⚫ | Bei höherer Temperatur liegt eine schnelle Kinetik, aber ein ungünstiges [[chemisches Gleichgewicht]] vor. [[Eisen(III)-oxid]]-Katalysatoren beschleunigen die Umsetzung bei niedrigen Temperaturen von 250 bis 450 °C. In [[Chemische Reaktionstechnik|chemischen Reaktoren]] wird die Shift-Reaktion oft zweistufig durchgeführt: in einer Hochtemperatur- und Niedertemperatur-Shiftstufe (kurz: HT- und NT-Shift). Der CO-Gehalt lässt sich so je nach Fahrweise des Reaktors auf 0,13 bis {{nowrap|1,5 Vol.-%}} absenken. |
||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
* [[Dampfreformierung]] |
* [[Dampfreformierung]] |
||
* [[Wassergas]] |
* [[Wassergas]] |
||
==Literatur== |
== Literatur == |
||
* J. Pasel, et al.: |
* J. Pasel, et al.: ''Test of a water-gas-shift reactor on a 3 kW<sub>e</sub>-scale – design points for high- and low-temperature shift reaction.'' In: ''[[Journal of Power Sources]]'' 152 (2005) S. 189–195, [[doi:10.1016/j.jpowsour.2004.12.051]] |
||
== Weblinks == |
|||
| ⚫ | |||
* {{TIBAV |15705 |Linktext=Thermodynamische Klassifizierung der Wassergas-Shift-Reaktion - exotherm, endotherm, exotrop, endotrop, exergonisch oder endergonisch |Herausgeber=Lauth |Jahr=2013 |DOI= 10.5446/15705 }} |
|||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
[[en:Water gas shift reaction]] |
|||
| ⚫ | |||
[[ja:水性ガスシフト反応]] |
|||
[[nl:Water-gas-shift-reactie]] |
|||
[[pt:Reação de mudança do vapor de água]] |
|||
Aktuelle Version vom 14. November 2023, 13:34 Uhr
Die Wassergas-Shift-Reaktion, kurz auch WGS oder Wassergas-Konvertierungsreaktion (historisch auch Kohlenoxid-Konvertierung), ist ein Verfahren zur Verringerung des Kohlenstoffmonoxid-Anteils in Synthesegas und zur Erzeugung von Wasserstoff. Die Reaktionsgleichung ist auch als Konvertierungsgleichgewicht bekannt.
Unter Zugabe von Wasserdampf reagiert das CO zu CO2 und H2. Die Reaktionsenthalpie von −41,2 kJ/mol ist recht niedrig. Mit steigender Temperatur verschiebt sich das chemische Gleichgewicht von den Reaktionsprodukten hin zu den Reaktionsedukten. Bei ca. 1100 K (ca. 830 °C) beträgt die freie Enthalpie 0 kJ/mol, die Gleichgewichtskonstante beträgt 1.
Bei höherer Temperatur liegt eine schnelle Kinetik, aber ein ungünstiges chemisches Gleichgewicht vor. Eisen(III)-oxid-Katalysatoren beschleunigen die Umsetzung bei niedrigen Temperaturen von 250 bis 450 °C. In chemischen Reaktoren wird die Shift-Reaktion oft zweistufig durchgeführt: in einer Hochtemperatur- und Niedertemperatur-Shiftstufe (kurz: HT- und NT-Shift). Der CO-Gehalt lässt sich so je nach Fahrweise des Reaktors auf 0,13 bis 1,5 Vol.-% absenken.
Siehe auch
Literatur
- J. Pasel, et al.: Test of a water-gas-shift reactor on a 3 kWe-scale – design points for high- and low-temperature shift reaction. In: Journal of Power Sources 152 (2005) S. 189–195, doi:10.1016/j.jpowsour.2004.12.051
Weblinks
- Video: Thermodynamische Klassifizierung der Wassergas-Shift-Reaktion - exotherm, endotherm, exotrop, endotrop, exergonisch oder endergonisch. Jakob Günter Lauth (SciFox) 2013, zur Verfügung gestellt von der Technischen Informationsbibliothek (TIB), doi:10.5446/15705.
