U svakom industrijskom procesu proizvodnje singasa, bitna je karika za korištenje napretka reakcije pomaka vodenog plina za pretvaranje CO u vodonik.
Ova reakcija je reverzibilna egzotermna reakcija. Što je temperatura viša, to je manja odgovarajuća ravnotežna konverzija. Istovremeno, ova reakcija je tipična katalitička reakcija. Kada nema katalizatora, teško je reagovati na 700. U prisustvu katalizatora, temperatura reakcije je znatno smanjena. Kada se koristi katalizator pomaka visoke temperature, temperatura reakcije je 300 ~ 500 ° C; Kada se koristi katalizator pomaka niske temperature, temperatura reakcije je 200-400 °C (tabela 22). Budući da je reakcija izomolekularna reakcija, pritisak nema utjecaja na ravnotežu reakcije, ali operacija tlaka može poboljšati intenzitet proizvodnje i brzinu reakcije.
U početnoj fazi reakcije, proces je daleko od granice ravnoteže i kontrolira se kinetikom. Povećanje temperature može značajno poboljšati brzinu reakcije i poboljšati efikasnost procesa. U kasnijoj fazi reakcije, konverzija procesa je ograničena termodinamičkom ravnotežom. Konverzija termodinamičke ravnoteže na visokoj temperaturi je relativno niska. Stoga, u kasnijoj fazi reakcije, rad na niskim temperaturama treba usvojiti kako bi se poboljšala konverzija CO. Termodinamičke i kinetičke karakteristike postupka određuju da proces pretvorbe CO treba usvojiti varijabilnu operaciju temperature.
U početnoj fazi reakcije, proces je daleko od granice ravnoteže i kontrolira se kinetikom. Povećanje temperature može značajno poboljšati brzinu reakcije i poboljšati efikasnost procesa. U kasnijoj fazi reakcije, konverzija procesa je ograničena termodinamičkom ravnotežom. Konverzija termodinamičke ravnoteže na visokoj temperaturi je relativno niska. Stoga, u kasnijoj fazi reakcije, rad na niskim temperaturama treba usvojiti kako bi se poboljšala konverzija CO. Termodinamičke i kinetičke karakteristike postupka određuju da proces pretvorbe CO treba usvojiti varijabilnu operaciju temperature.
Zbog ograničenja reakcionog balansa, iako se CO duboko pretvara nakon niskotemperaturne konverzije vodenog plina, njegov sadržaj je još uvijek oko 1%, što ne može zadovoljiti zahtjeve upotrebe mnogih kasnijih procesa. U industriji se obično uklanja nekim kemijskim reakcijama. Selektivna oksidacija CO i O2 u prisustvu velike količine vodonika stvara CO2, a vodonik i O2 također lako reagiraju. Stoga proces striktno ovisi o reakcijskoj temperaturi i vrsti katalizatora [29301].
Drugi industrijski proces je hidrogenacija CO sa velikom količinom postojećeg vodonika direktno na katalizatoru na bazi nikla za proizvodnju metana.
Nakon transformacije vodenog plina i uklanjanja CO, glavne komponente plina postaju H2 i CO2. U industriji sintetičkog amonijaka, CO2 treba prvo odvojiti. Ovi CO2 mogu nastaviti da reaguju sa amonijakom proizvedenim od vodika u sledećem delu da bi se generisao amonijum bikarbonat, amonijum karbonat ili urea i druga hemijska đubriva kako bi se ostvarilo maksimalno korišćenje CO2. U ovom procesu, tehnologija odvajanja CO2 i H2 uglavnom je da osigura da se CO2 može reciklirati.
Za primjene vodonika kao što su gorive ćelije s protonskom membranom, umjesto CO2 koristi se samo vodik. CO2 postaje beskorisna emisija koja će možda trebati kombinirati s drugim procesima mineralizacije (poput proizvodnje kalcijum karbonata kalcijuma hrane).
Međutim, u svim procesima odvajanja CO2, bolji je način korištenja organskog amina ili metanola za apsorpciju CO2. Naročito u procesu apsorpcije CO2 metanolom na niskoj temperaturi, rastvorljivost mnogih gasova će postati veća na niskoj temperaturi. Samo topljivost vodonika nije ograničena temperaturom, a što je temperatura niža, to je niža rastvorljivost. Pokazuje dobru selektivnost za odvajanje H2.
U procesu rekuperacije CO2, pod pretpostavkom izbjegavanja oštećenja prinosa vodika, pokušajte izbjeći korištenje skupih reagensa (kao što je kaustična soda) koji se mogu snažno kombinirati sa CO, kako biste osigurali ekonomičnost procesa.
Vrijeme post: dec-10-2021
