In enige industriële proses vir die opwekking van sintesegas, is dit 'n noodsaaklike skakel om die vordering van die watergasverskuiwingsreaksie te gebruik om CO in waterstof om te skakel.
Hierdie reaksie is 'n omkeerbare eksotermiese reaksie. Hoe hoër die temperatuur, hoe laer die ooreenstemmende ewewigsomskakeling. Terselfdertyd is hierdie reaksie 'n tipiese katalitiese reaksie. Wanneer daar geen katalisator is nie, is dit moeilik om by 700 te reageer. In die teenwoordigheid van 'n katalisator word die reaksietemperatuur aansienlik verminder. Wanneer 'n hoëtemperatuurverskuiwingskatalisator gebruik word, is die reaksietemperatuur 300 ~ 500 °C; wanneer die laetemperatuurverskuiwingskatalisator gebruik word, is die reaksietemperatuur 200-400 °C (tabel 22). Omdat die reaksie 'n isomolekulêre reaksie is, het die druk geen effek op die reaksie-ewewig nie, maar die drukwerking kan die produksie-intensiteit en reaksiespoed verbeter.
In die aanvanklike stadium van die reaksie is die proses ver van die ewewigslimiet en word dit deur kinetika beheer. Die verhoging van die temperatuur kan die reaksiespoed aansienlik verbeter en die prosesdoeltreffendheid verbeter. In die latere stadium van die reaksie word die omskakeling van die proses beperk deur termodinamiese ewewig. Die termodinamiese ewewigsomskakeling by hoë temperatuur is relatief laag. Daarom moet lae temperatuurwerking in die latere stadium van die reaksie toegepas word om die CO-omskakeling te verbeter. Die termodinamiese en kinetiese eienskappe van die proses bepaal dat die CO-omskakelingsproses veranderlike temperatuurwerking moet gebruik.
In die aanvanklike stadium van die reaksie is die proses ver van die ewewigslimiet en word dit deur kinetika beheer. Die verhoging van die temperatuur kan die reaksiespoed aansienlik verbeter en die prosesdoeltreffendheid verbeter. In die latere stadium van die reaksie word die omskakeling van die proses beperk deur termodinamiese ewewig. Die termodinamiese ewewigsomskakeling by hoë temperatuur is relatief laag. Daarom moet lae temperatuurwerking in die latere stadium van die reaksie toegepas word om die CO-omskakeling te verbeter. Die termodinamiese en kinetiese eienskappe van die proses bepaal dat die CO-omskakelingsproses veranderlike temperatuurwerking moet gebruik.
As gevolg van die beperking van reaksiebalans, alhoewel CO diep omgeskakel word na lae-temperatuur watergas-omskakeling, is die inhoud daarvan steeds ongeveer 1%, wat nie aan die gebruiksvereistes van baie daaropvolgende prosesse kan voldoen nie. In die industrie word dit gewoonlik deur sommige chemiese reaksies verwyder. Die selektiewe oksidasie van CO en O2 in die teenwoordigheid van 'n groot hoeveelheid waterstof genereer CO2, en waterstof en O2 reageer ook maklik. Daarom hang die proses streng af van die reaksietemperatuur en die tipe katalisator [29301].
Nog 'n geïndustrialiseerde proses is die hidrogenering van CO met 'n groot hoeveelheid bestaande waterstof direk op 'n nikkel-gebaseerde katalisator om metaan te produseer.
Na watergastransformasie en CO-verwydering, word die hoofkomponente van die gas H2 en CO2. In die sintetiese ammoniakbedryf moet CO2 eers geskei word. Hierdie CO2 kan voortgaan om met die ammoniak wat deur waterstof in die daaropvolgende afdeling gegenereer word, te reageer om ammoniumbikarbonaat, ammoniumkarbonaat of ureum en ander chemiese kunsmis te genereer om die maksimum benutting van CO2 te verwesenlik. In hierdie proses is die skeidingstegnologie van CO2 en H2 hoofsaaklik om te verseker dat CO2 herwin kan word.
Vir waterstoftoepassings soos protonmembraanbrandstofselle word slegs waterstof in plaas van CO2 gebruik. CO2 word nuttelose emissies, wat moontlik met ander mineralisasieprosesse (soos die produksie van voedselgraad kalsiumkarbonaat) gekombineer moet word.
In alle prosesse van CO2-skeiding is dit egter 'n beter manier om organiese amien of metanol te gebruik om CO2 te absorbeer. Veral in die proses van CO2-absorpsie deur metanol by lae temperatuur, sal die oplosbaarheid van baie gasse hoër word by lae temperatuur. Slegs die oplosbaarheid van waterstof word nie deur temperatuur beperk nie, en hoe laer die temperatuur, hoe laer die oplosbaarheid. Dit toon 'n goeie selektiwiteit vir H2-skeiding.
In die proses van CO2-herwinning, op die uitgangspunt om skade aan waterstofopbrengs te vermy, probeer om die gebruik van duur reagense (soos bytsoda) wat sterk met CO kan bind, te vermy om die ekonomie van die proses te verseker.
Plasingstyd: 10 Desember 2021