पानी ग्यासबाट हाइड्रोजन उत्पादन

सिङ्गास उत्पादन गर्ने कुनै पनि औद्योगिक प्रक्रियामा, CO लाई हाइड्रोजनमा रूपान्तरण गर्न पानीको ग्यास शिफ्ट प्रतिक्रियाको प्रगति प्रयोग गर्न यो एक आवश्यक लिङ्क हो।
यो प्रतिक्रिया एक उल्टाउन योग्य exothermic प्रतिक्रिया हो। तापक्रम जति उच्च हुन्छ, सोही सन्तुलन रूपान्तरण कम हुन्छ। एकै समयमा, यो प्रतिक्रिया एक विशिष्ट उत्प्रेरक प्रतिक्रिया हो। जब त्यहाँ कुनै उत्प्रेरक छैन, 700 मा प्रतिक्रिया गर्न गाह्रो हुन्छ। उत्प्रेरकको उपस्थितिमा, प्रतिक्रियाको तापमान धेरै कम हुन्छ। उच्च तापमान शिफ्ट उत्प्रेरक प्रयोग गर्दा, प्रतिक्रिया तापमान 300 ~ 500 डिग्री सेल्सियस छ; जब कम तापमान शिफ्ट उत्प्रेरक प्रयोग गरिन्छ, प्रतिक्रिया तापमान 200-400 ° C (तालिका 22) छ। किनभने प्रतिक्रिया एक isomolecular प्रतिक्रिया हो, दबाब प्रतिक्रिया सन्तुलन मा कुनै प्रभाव छैन, तर दबाव सञ्चालन उत्पादन तीव्रता र प्रतिक्रिया दर सुधार गर्न सक्छ।
प्रतिक्रियाको प्रारम्भिक चरणमा, प्रक्रिया सन्तुलन सीमाबाट टाढा छ र गतिविज्ञान द्वारा नियन्त्रित छ। तापमान वृद्धि धेरै प्रतिक्रिया दर सुधार र प्रक्रिया दक्षता सुधार गर्न सक्छ। प्रतिक्रियाको पछिल्लो चरणमा, प्रक्रियाको रूपान्तरण थर्मोडायनामिक सन्तुलन द्वारा सीमित छ। उच्च तापमानमा थर्मोडायनामिक सन्तुलन रूपान्तरण अपेक्षाकृत कम छ। तसर्थ, प्रतिक्रियाको पछिल्लो चरणमा, CO रूपान्तरण सुधार गर्न कम तापमान सञ्चालन अपनाइनुपर्छ। प्रक्रियाको थर्मोडायनामिक र काइनेटिक विशेषताहरूले CO रूपान्तरण प्रक्रियाले चर तापमान सञ्चालनलाई अपनाउनुपर्छ भनेर निर्धारण गर्दछ।
प्रतिक्रियाको प्रारम्भिक चरणमा, प्रक्रिया सन्तुलन सीमाबाट टाढा छ र गतिविज्ञान द्वारा नियन्त्रित छ। तापमान वृद्धि धेरै प्रतिक्रिया दर सुधार र प्रक्रिया दक्षता सुधार गर्न सक्छ। प्रतिक्रियाको पछिल्लो चरणमा, प्रक्रियाको रूपान्तरण थर्मोडायनामिक सन्तुलन द्वारा सीमित छ। उच्च तापमानमा थर्मोडायनामिक सन्तुलन रूपान्तरण अपेक्षाकृत कम छ। तसर्थ, प्रतिक्रियाको पछिल्लो चरणमा, CO रूपान्तरण सुधार गर्न कम तापमान सञ्चालन अपनाइनुपर्छ। प्रक्रियाको थर्मोडायनामिक र काइनेटिक विशेषताहरूले CO रूपान्तरण प्रक्रियाले चर तापमान सञ्चालनलाई अपनाउनुपर्छ भनेर निर्धारण गर्दछ।
प्रतिक्रिया सन्तुलनको प्रतिबन्धको कारण, यद्यपि CO कम-तापमान पानी ग्यास रूपान्तरण पछि गहिरो रूपान्तरण गरिएको छ, यसको सामग्री अझै पनि लगभग 1% छ, जसले धेरै पछिल्ला प्रक्रियाहरूको उपयोग आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्दैन। उद्योग मा, यो सामान्यतया केहि रासायनिक प्रतिक्रियाहरु द्वारा हटाइन्छ। ठूलो मात्रामा हाइड्रोजनको उपस्थितिमा CO र O2 को चयनात्मक ओक्सीकरणले CO2 उत्पन्न गर्दछ, र हाइड्रोजन र O2 पनि प्रतिक्रिया गर्न सजिलो हुन्छ। त्यसैले, प्रक्रिया कडाई प्रतिक्रिया तापमान र उत्प्रेरक को प्रकार मा निर्भर गर्दछ [29301]।
अर्को औद्योगिक प्रक्रिया भनेको मिथेन उत्पादन गर्न निकल आधारित उत्प्रेरकमा अवस्थित हाइड्रोजनको ठूलो मात्राको साथ CO को हाइड्रोजनेशन हो।
पानी ग्यास रूपान्तरण र CO हटाउने पछि, ग्यासको मुख्य घटकहरू H2 र CO2 हुन्छन्। सिंथेटिक अमोनिया उद्योगमा, CO2 लाई पहिले अलग गर्न आवश्यक छ। यी CO2 ले अमोनियम बाइकार्बोनेट, अमोनियम कार्बोनेट वा यूरिया र अन्य रासायनिक मलहरू CO2 को अधिकतम उपयोग महसुस गर्नको लागि त्यसपछिको खण्डमा हाइड्रोजनद्वारा उत्पन्न अमोनियासँग प्रतिक्रिया गर्न जारी राख्न सक्छ। यस प्रक्रियामा, CO2 र H2 को पृथकीकरण प्रविधि मुख्यतया CO2 पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ भनेर सुनिश्चित गर्न हो।
प्रोटोन झिल्ली ईन्धन कक्षहरू जस्ता हाइड्रोजन अनुप्रयोगहरूको लागि, CO2 को सट्टा हाइड्रोजन मात्र प्रयोग गरिन्छ। CO2 बेकार उत्सर्जन हुन्छ, जसलाई अन्य खनिज प्रक्रियाहरू (जस्तै फूड ग्रेड क्याल्सियम कार्बोनेटको उत्पादन) सँग जोड्न आवश्यक पर्दछ।
जे होस्, CO2 विभाजनको सबै प्रक्रियाहरूमा, यो कार्बनिक अमाइन वा मेथानोल CO2 अवशोषित गर्न प्रयोग गर्ने राम्रो तरिका हो। विशेष गरी कम तापक्रममा मिथानोलद्वारा CO2 अवशोषणको प्रक्रियामा, धेरै ग्यासहरूको घुलनशीलता कम तापक्रममा उच्च हुनेछ। केवल हाइड्रोजनको घुलनशीलता तापमान द्वारा सीमित छैन, र कम तापमान, कम घुलनशीलता। यसले H2 विभाजनको लागि राम्रो चयनशीलता देखाउँछ।
CO2 पुन: प्राप्ति गर्ने प्रक्रियामा, हाइड्रोजन उत्पादनमा हुने क्षतिबाट बच्ने आधारमा, महँगो अभिकर्मकहरू (जस्तै कास्टिक सोडा) प्रयोग गर्नबाट जोगिन प्रयास गर्नुहोस् जसले CO सँग कडा रूपमा संयोजन गर्न सक्छ, ताकि प्रक्रियाको अर्थव्यवस्था सुनिश्चित गर्न सकियोस्।