¿Puede la combustión incompleta de un hidrocarburo producir hidrógeno? Si el oxígeno es deficiente, se produce CO, ¿esta lógica se extiende también a la molécula de agua?

No puedo deducir de su pregunta, pero ¿está tratando de obtener hidrógeno o simplemente está interesado en los subproductos de la combustión de hidrocarburos?

El hidrógeno no “quiere” permanecer desapegado debido a su alta reactividad, y encontrará oxígeno para unirse, formando H20 o fragmentos de hidrocarburos.

Por ejemplo, el CO podría unirse con hidrógeno, formando H2CO, que es formaldehído, que es, de hecho, uno de los muchos subproductos de la quema de hidrocarburos.

La producción industrial de hidrógeno se realiza con mayor frecuencia (casi el 100% del mercado) mediante un proceso llamado reforma de vapor . Esto implica la combinación de hidrocarburos gaseosos, como el metano (CH4), con vapor a alta temperatura, sobre un catalizador. Los productos finales son hidrógeno y CO2.

Incluyendo la combustión para obtener el calor, se producen aproximadamente 13 kilogramos de CO2 por cada kilogramo de H2 en el proceso de reformado con vapor.

Es por eso que, en el contexto de la obtención de H2 para su uso como combustible, es necesario encontrar otros métodos para producirlo. Estos esfuerzos se centran principalmente en dividir el agua por electrólisis (y algunos otros métodos). Todos estos requieren una fuente de energía, aproximadamente 50 kWh para separar 9 kg de agua en 1 kg de H2 y 8 kg de O2.

Si esto se puede hacer utilizando tecnología de energía renovable a niveles de costo económicos para obtener esos 50 kWh, entonces tenemos una combinación ganadora.

¡SI! Si quema un combustible rico en hidrocarburos (deficiente en oxígeno) con aire, los productos de la combustión pueden incluir:

  • Hidrógeno (H2)
  • Dióxido de Carbono (CO)
  • Vapor de agua (H2O)
  • Dióxido de Carbono (CO2)
  • Nitrógeno (N2)
  • Carbono (C) – hollín, precipitado como un sólido
  • Potencialmente algo de metano o hidrocarburo parcialmente oxidado

Exactamente lo que obtienes depende de:

  • La relación aire / combustible a la que quema el combustible
  • La ruta de tiempo / temperatura de la especie a través de la llama y el horno hasta que la temperatura de la mezcla sea lo suficientemente fría como para “congelar” las reacciones químicas.
  • El tipo de quemador: velocidad de mezcla de aire / combustible, técnica de estabilización, etc.

Hice algunas pruebas hace poco con gas natural y aire ambiente. La lambda más baja a la que llegué fue de aproximadamente 0,48 (phi = 2,08). En general, había un poco más de hidrógeno en los productos de la combustión que el monóxido de carbono (en forma volumétrica o molar).

H2O o agua Simplemente no se quema

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