Dalam setiap proses industri yang menghasilkan syngas, penggunaan kemajuan reaksi pergeseran gas air untuk mengubah CO menjadi hidrogen merupakan hal yang penting.
Reaksi ini merupakan reaksi eksotermik reversibel. Semakin tinggi suhu, semakin rendah konversi kesetimbangannya. Pada saat yang sama, reaksi ini merupakan reaksi katalitik yang khas. Jika tidak ada katalis, sulit untuk bereaksi pada suhu 700. Dengan adanya katalis, suhu reaksi akan sangat berkurang. Saat menggunakan katalis pergeseran suhu tinggi, suhu reaksi adalah 300 ~ 500 ° C; Ketika katalis pergeseran suhu rendah digunakan, suhu reaksi adalah 200-400 °C (tabel 22). Karena reaksi merupakan reaksi isomolekul, tekanan tidak berpengaruh pada kesetimbangan reaksi, namun operasi tekanan dapat meningkatkan intensitas produksi dan laju reaksi.
Pada tahap awal reaksi, prosesnya jauh dari batas kesetimbangan dan dikendalikan oleh kinetika. Meningkatkan suhu dapat sangat meningkatkan laju reaksi dan meningkatkan efisiensi proses. Pada tahap reaksi selanjutnya, konversi proses dibatasi oleh kesetimbangan termodinamika. Konversi kesetimbangan termodinamika pada suhu tinggi relatif rendah. Oleh karena itu, pada tahap reaksi selanjutnya, operasi suhu rendah harus dilakukan untuk meningkatkan konversi CO. Karakteristik termodinamika dan kinetik dari proses menentukan bahwa proses konversi CO harus mengadopsi operasi suhu variabel.
Pada tahap awal reaksi, prosesnya jauh dari batas kesetimbangan dan dikendalikan oleh kinetika. Meningkatkan suhu dapat sangat meningkatkan laju reaksi dan meningkatkan efisiensi proses. Pada tahap reaksi selanjutnya, konversi proses dibatasi oleh kesetimbangan termodinamika. Konversi kesetimbangan termodinamika pada suhu tinggi relatif rendah. Oleh karena itu, pada tahap reaksi selanjutnya, operasi suhu rendah harus dilakukan untuk meningkatkan konversi CO. Karakteristik termodinamika dan kinetik dari proses menentukan bahwa proses konversi CO harus mengadopsi operasi suhu variabel.
Karena keterbatasan keseimbangan reaksi, meskipun CO mengalami konversi mendalam setelah konversi gas air suhu rendah, kandungannya masih sekitar 1%, yang tidak dapat memenuhi persyaratan penggunaan banyak proses selanjutnya. Dalam industri, biasanya dihilangkan melalui beberapa reaksi kimia. Oksidasi selektif CO dan O2 dengan adanya sejumlah besar hidrogen menghasilkan CO2, dan hidrogen dan O2 juga mudah bereaksi. Oleh karena itu, prosesnya sangat bergantung pada suhu reaksi dan jenis katalis [29301].
Proses industri lainnya adalah hidrogenasi CO dengan sejumlah besar hidrogen langsung pada katalis berbasis nikel untuk menghasilkan metana.
Setelah transformasi gas air dan penghilangan CO, komponen utama gas menjadi H2 dan CO2. Dalam industri amonia sintetik, CO2 perlu dipisahkan terlebih dahulu. CO2 ini dapat terus bereaksi dengan amonia yang dihasilkan oleh hidrogen pada bagian selanjutnya untuk menghasilkan amonium bikarbonat, amonium karbonat atau urea dan pupuk kimia lainnya untuk mewujudkan pemanfaatan CO2 secara maksimal. Dalam proses ini, teknologi pemisahan CO2 dan H2 terutama untuk memastikan bahwa CO2 dapat didaur ulang penggunaannya.
Untuk aplikasi hidrogen seperti sel bahan bakar membran proton, hanya hidrogen yang digunakan sebagai pengganti CO2. CO2 menjadi emisi yang tidak berguna, yang mungkin perlu dikombinasikan dengan proses mineralisasi lainnya (seperti produksi kalsium karbonat food grade).
Namun, dalam semua proses pemisahan CO2, cara yang lebih baik adalah menggunakan amina organik atau metanol untuk menyerap CO2. Khususnya pada proses penyerapan CO2 oleh metanol pada suhu rendah, kelarutan banyak gas akan menjadi lebih tinggi pada suhu rendah. Hanya saja kelarutan hidrogen tidak dibatasi oleh suhu, dan semakin rendah suhu maka semakin rendah kelarutannya. Ini menunjukkan selektivitas yang baik untuk pemisahan H2.
Dalam proses pemulihan CO2, dengan alasan untuk menghindari kerusakan pada hasil hidrogen, cobalah untuk menghindari penggunaan reagen mahal (seperti soda kaustik) yang dapat berkombinasi kuat dengan CO, untuk menjamin keekonomian proses.
Waktu posting: 10 Des-2021
