Dalam mana-mana proses perindustrian menjana syngas, ia merupakan pautan penting untuk menggunakan kemajuan tindak balas anjakan gas air untuk menukar CO kepada hidrogen.
Tindak balas ini ialah tindak balas eksotermik boleh balik. Semakin tinggi suhu, semakin rendah penukaran keseimbangan yang sepadan. Pada masa yang sama, tindak balas ini adalah tindak balas pemangkin biasa. Apabila tiada mangkin, sukar untuk bertindak balas pada 700. Dengan kehadiran mangkin, suhu tindak balas sangat berkurangan. Apabila menggunakan pemangkin peralihan suhu tinggi, suhu tindak balas ialah 300 ~ 500 ° C; Apabila pemangkin anjakan suhu rendah digunakan, suhu tindak balas ialah 200-400 ° C (jadual 22). Kerana tindak balas adalah tindak balas isomolekul, tekanan tidak mempunyai kesan ke atas keseimbangan tindak balas, tetapi operasi tekanan boleh meningkatkan intensiti pengeluaran dan kadar tindak balas.
Pada peringkat awal tindak balas, prosesnya jauh dari had keseimbangan dan dikawal oleh kinetik. Meningkatkan suhu boleh meningkatkan kadar tindak balas dan meningkatkan kecekapan proses. Pada peringkat akhir tindak balas, penukaran proses dihadkan oleh keseimbangan termodinamik. Penukaran keseimbangan termodinamik pada suhu tinggi adalah agak rendah. Oleh itu, pada peringkat akhir tindak balas, operasi suhu rendah harus diguna pakai untuk meningkatkan penukaran CO. Ciri termodinamik dan kinetik proses menentukan bahawa proses penukaran CO harus menggunakan operasi suhu berubah-ubah.
Pada peringkat awal tindak balas, prosesnya jauh dari had keseimbangan dan dikawal oleh kinetik. Meningkatkan suhu boleh meningkatkan kadar tindak balas dan meningkatkan kecekapan proses. Pada peringkat akhir tindak balas, penukaran proses dihadkan oleh keseimbangan termodinamik. Penukaran keseimbangan termodinamik pada suhu tinggi adalah agak rendah. Oleh itu, pada peringkat akhir tindak balas, operasi suhu rendah harus diguna pakai untuk meningkatkan penukaran CO. Ciri termodinamik dan kinetik proses menentukan bahawa proses penukaran CO harus menggunakan operasi suhu berubah-ubah.
Disebabkan oleh sekatan keseimbangan tindak balas, walaupun CO sangat ditukar selepas penukaran gas air suhu rendah, kandungannya masih kira-kira 1%, yang tidak dapat memenuhi keperluan penggunaan banyak proses berikutnya. Dalam industri, ia biasanya dikeluarkan oleh beberapa tindak balas kimia. Pengoksidaan terpilih CO dan O2 dengan kehadiran sejumlah besar hidrogen menghasilkan CO2, dan hidrogen dan O2 juga mudah bertindak balas. Oleh itu, proses bergantung pada suhu tindak balas dan jenis mangkin [29301].
Satu lagi proses perindustrian ialah penghidrogenan CO dengan sejumlah besar hidrogen sedia ada secara langsung pada pemangkin berasaskan nikel untuk menghasilkan metana.
Selepas transformasi gas air dan penyingkiran CO, komponen utama gas menjadi H2 dan CO2. Dalam industri ammonia sintetik, CO2 perlu diasingkan terlebih dahulu. CO2 ini boleh terus bertindak balas dengan ammonia yang dihasilkan oleh hidrogen di bahagian seterusnya untuk menghasilkan ammonium bikarbonat, ammonium karbonat atau urea dan baja kimia lain untuk merealisasikan penggunaan maksimum CO2. Dalam proses ini, teknologi pengasingan CO2 dan H2 adalah terutamanya untuk memastikan CO2 boleh digunakan dikitar semula.
Untuk aplikasi hidrogen seperti sel bahan api membran proton, hanya hidrogen digunakan dan bukannya CO2. CO2 menjadi pelepasan yang tidak berguna, yang mungkin perlu digabungkan dengan proses mineralisasi lain (seperti pengeluaran kalsium karbonat gred makanan).
Walau bagaimanapun, dalam semua proses pengasingan CO2, ia adalah cara yang lebih baik untuk menggunakan amina atau metanol organik untuk menyerap CO2. Terutamanya dalam proses penyerapan CO2 oleh metanol pada suhu rendah, keterlarutan banyak gas akan menjadi lebih tinggi pada suhu rendah. Hanya keterlarutan hidrogen tidak dihadkan oleh suhu, dan semakin rendah suhu, semakin rendah keterlarutan. Ia menunjukkan selektiviti yang baik untuk pemisahan H2.
Dalam proses memulihkan CO2, pada premis untuk mengelakkan kerosakan kepada hasil hidrogen, cuba elakkan menggunakan reagen mahal (seperti soda kaustik) yang boleh digabungkan dengan kuat dengan CO, untuk memastikan ekonomi proses.
Masa siaran: Dis-10-2021
