In elk industrieel proces voor het genereren van syngas is het een essentiële schakel om de voortgang van de water-gas-shift-reactie te gebruiken om CO in waterstof om te zetten.
Deze reactie is een omkeerbare exotherme reactie. Hoe hoger de temperatuur, hoe lager de overeenkomstige evenwichtsomzetting. Tegelijkertijd is deze reactie een typische katalytische reactie. Als er geen katalysator is, is het moeilijk om bij 700°C te reageren. In aanwezigheid van katalysator wordt de reactietemperatuur sterk verlaagd. Bij gebruik van een shift-katalysator op hoge temperatuur bedraagt de reactietemperatuur 300 ~ 500 ° C; Wanneer de lage temperatuur shift-katalysator wordt gebruikt, bedraagt de reactietemperatuur 200-400°C (tabel 22). Omdat de reactie een isomoleculaire reactie is, heeft de druk geen effect op het reactie-evenwicht, maar kan de drukwerking de productie-intensiteit en reactiesnelheid verbeteren.
In de beginfase van de reactie bevindt het proces zich ver van de evenwichtslimiet en wordt het gecontroleerd door kinetiek. Het verhogen van de temperatuur kan de reactiesnelheid aanzienlijk verbeteren en de procesefficiëntie verbeteren. In de latere fase van de reactie wordt de omzetting van het proces beperkt door thermodynamisch evenwicht. De thermodynamische evenwichtsomzetting bij hoge temperatuur is relatief laag. Daarom moet in de latere fase van de reactie een werking bij lage temperatuur worden toegepast om de CO-omzetting te verbeteren. De thermodynamische en kinetische kenmerken van het proces bepalen dat het CO-omzettingsproces gebruik moet maken van variabele temperaturen.
In de beginfase van de reactie bevindt het proces zich ver van de evenwichtslimiet en wordt het gecontroleerd door kinetiek. Het verhogen van de temperatuur kan de reactiesnelheid aanzienlijk verbeteren en de procesefficiëntie verbeteren. In de latere fase van de reactie wordt de omzetting van het proces beperkt door thermodynamisch evenwicht. De thermodynamische evenwichtsomzetting bij hoge temperatuur is relatief laag. Daarom moet in de latere fase van de reactie een werking bij lage temperatuur worden toegepast om de CO-omzetting te verbeteren. De thermodynamische en kinetische kenmerken van het proces bepalen dat het CO-omzettingsproces gebruik moet maken van variabele temperaturen.
Vanwege de beperking van de reactiebalans bedraagt het CO-gehalte, hoewel het CO diep wordt omgezet na de conversie van watergas bij lage temperatuur, nog steeds ongeveer 1%, wat niet kan voldoen aan de gebruiksvereisten van veel daaropvolgende processen. In de industrie wordt het meestal verwijderd door bepaalde chemische reacties. Bij de selectieve oxidatie van CO en O2 in aanwezigheid van een grote hoeveelheid waterstof ontstaat CO2, en ook waterstof en O2 laten zich gemakkelijk reageren. Daarom is het proces strikt afhankelijk van de reactietemperatuur en het type katalysator [29301].
Een ander geïndustrialiseerd proces is de hydrogenering van CO met een grote hoeveelheid bestaande waterstof rechtstreeks op een op nikkel gebaseerde katalysator om methaan te produceren.
Na de transformatie van watergas en de verwijdering van CO worden de belangrijkste componenten van het gas H2 en CO2. In de synthetische ammoniakindustrie moet eerst CO2 worden gescheiden. Deze CO2 kan in de daaropvolgende sectie blijven reageren met ammoniak gegenereerd door waterstof om ammoniumbicarbonaat, ammoniumcarbonaat of ureum en andere chemische meststoffen te genereren om een maximale benutting van CO2 te realiseren. Bij dit proces moet de scheidingstechnologie van CO2 en H2 er vooral voor zorgen dat CO2 gerecycled kan worden.
Voor waterstoftoepassingen zoals protonmembraanbrandstofcellen wordt alleen waterstof gebruikt in plaats van CO2. CO2 wordt nutteloze uitstoot, die mogelijk gecombineerd moet worden met andere mineralisatieprocessen (zoals de productie van calciumcarbonaat van voedingskwaliteit).
Bij alle processen van CO2-afscheiding is het echter een betere manier om organisch amine of methanol te gebruiken om CO2 te absorberen. Vooral bij het proces van CO2-absorptie door methanol bij lage temperatuur zal de oplosbaarheid van veel gassen hoger worden bij lage temperatuur. Alleen de oplosbaarheid van waterstof wordt niet beperkt door de temperatuur, en hoe lager de temperatuur, hoe lager de oplosbaarheid. Het vertoont een goede selectiviteit voor H2-scheiding.
Probeer bij het terugwinnen van CO2, uitgaande van het vermijden van schade aan de waterstofopbrengst, het gebruik van dure reagentia (zoals bijtende soda) te vermijden die sterk kunnen combineren met CO, om de economie van het proces te garanderen.
Posttijd: 10-dec-2021
