ከውሃ ጋዝ የሃይድሮጂን ምርት

በማንኛውም የኢንዱስትሪ ሂደት ውስጥ ሲንጋስን በማመንጨት፣ የውሃ ጋዝ ለውጥ ምላሽን ሂደት በመጠቀም ካርቦን ዳይኦክሳይድን ወደ ሃይድሮጂን ለመቀየር አስፈላጊ አገናኝ ነው።
ይህ ምላሽ የሚቀለበስ የውጪ ሙቀት ምላሽ ነው። የሙቀት መጠኑ ከፍ ባለ ቁጥር የሚዛመደው የእኩልነት ልወጣ ይቀንሳል። በተመሳሳይ ጊዜ ይህ ምላሽ የተለመደ የካታሊቲክ ምላሽ ነው። ምንም አይነት ማነቃቂያ በማይኖርበት ጊዜ በ700 ምላሽ ለመስጠት አስቸጋሪ ነው። ማነቃቂያ በሚኖርበት ጊዜ የምላሽ ሙቀት በእጅጉ ይቀንሳል። ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቀየሪያ ማነቃቂያ ሲጠቀሙ የምላሽ የሙቀት መጠኑ ከ300 ~ 500 ° ሴ ነው፤ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን መቀየሪያ ማነቃቂያ ጥቅም ላይ ሲውል የምላሽ የሙቀት መጠኑ ከ200-400 ° ሴ (ሠንጠረዥ 22) ነው። ምላሹ የኢሶሞሌኩላር ምላሽ ስለሆነ ግፊቱ በምላሽ ሚዛን ላይ ምንም ተጽእኖ የለውም፣ ነገር ግን የግፊት አሠራሩ የምርት ጥንካሬን እና የምላሽ መጠንን ሊያሻሽል ይችላል።
በምላሹ የመጀመሪያ ደረጃ ላይ ሂደቱ ከሚዛን ገደቡ የራቀ ሲሆን በኪነቲክስ ቁጥጥር ይደረግበታል። የሙቀት መጠኑን መጨመር የምላሽ መጠኑን በእጅጉ ሊያሻሽል እና የሂደቱን ውጤታማነት ሊያሻሽል ይችላል። በምላሹ የመጨረሻ ደረጃ ላይ የሂደቱ ልወጣ በቴርሞዳይናሚክ ሚዛን የተገደበ ነው። በከፍተኛ ሙቀት ላይ የቴርሞዳይናሚክ ሚዛን ልወጣ በአንጻራዊነት ዝቅተኛ ነው። ስለዚህ፣ በምላሹ የመጨረሻ ደረጃ ላይ የCO ልወጣን ለማሻሻል ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ክወና መተግበር አለበት። የሂደቱ ቴርሞዳይናሚክ እና ኪነቲክ ባህሪያት የCO ልወጣ ሂደት ተለዋዋጭ የሙቀት አሠራርን መቀበል እንዳለበት ይወስናሉ።
በምላሹ የመጀመሪያ ደረጃ ላይ ሂደቱ ከሚዛን ገደቡ የራቀ ሲሆን በኪነቲክስ ቁጥጥር ይደረግበታል። የሙቀት መጠኑን መጨመር የምላሽ መጠኑን በእጅጉ ሊያሻሽል እና የሂደቱን ውጤታማነት ሊያሻሽል ይችላል። በምላሹ የመጨረሻ ደረጃ ላይ የሂደቱ ልወጣ በቴርሞዳይናሚክ ሚዛን የተገደበ ነው። በከፍተኛ ሙቀት ላይ የቴርሞዳይናሚክ ሚዛን ልወጣ በአንጻራዊነት ዝቅተኛ ነው። ስለዚህ፣ በምላሹ የመጨረሻ ደረጃ ላይ የCO ልወጣን ለማሻሻል ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ክወና መተግበር አለበት። የሂደቱ ቴርሞዳይናሚክ እና ኪነቲክ ባህሪያት የCO ልወጣ ሂደት ተለዋዋጭ የሙቀት አሠራርን መቀበል እንዳለበት ይወስናሉ።
የምላሽ ሚዛን ገደብ ምክንያት፣ ምንም እንኳን CO በዝቅተኛ የሙቀት መጠን የውሃ ጋዝ ከተለወጠ በኋላ በጥልቀት ቢቀየርም፣ ይዘቱ አሁንም 1% ያህል ነው፣ ይህም የብዙ ቀጣይ ሂደቶችን የአጠቃቀም መስፈርቶችን ማሟላት አይችልም። በኢንዱስትሪ ውስጥ፣ ብዙውን ጊዜ በአንዳንድ ኬሚካላዊ ግብረመልሶች ይወገዳል። ከፍተኛ መጠን ያለው ሃይድሮጂን ባለበት የCO እና O2 መራጭ ኦክሳይድ CO2 ያመነጫል፣ እና ሃይድሮጂን እና O2 እንዲሁ ምላሽ ለመስጠት ቀላል ናቸው። ስለዚህ፣ ሂደቱ በጥብቅ የሚወሰነው በምላሽ ሙቀት እና በካታላይት አይነት ላይ ነው [29301]።
ሌላው በኢንዱስትሪ የበለፀገ ሂደት ሚቴን ለማምረት በቀጥታ በኒኬል ላይ የተመሠረተ ማነቃቂያ ላይ ከፍተኛ መጠን ያለው ሃይድሮጂን ያለው የካርቦን ዳይኦክሳይድ ሃይድሮጂንዜሽን ነው።
የውሃ ጋዝ ትራንስፎርሜሽን እና የካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO) ከተወገዱ በኋላ፣ የጋዝ ዋና ዋና ክፍሎች H2 እና CO2 ይሆናሉ። በሰው ሰራሽ የአሞኒያ ኢንዱስትሪ ውስጥ፣ CO2 በመጀመሪያ መከፋፈል አለበት። እነዚህ CO2 በሃይድሮጂን ከሚመነጨው አሞኒያ ጋር በቀጣይ ክፍል ውስጥ ምላሽ መስጠትን ሊቀጥሉ ይችላሉ፣ ይህም ከፍተኛውን የካርቦን ዳይኦክሳይድ አጠቃቀም ለማሳካት አሞኒየም ባይካርቦኔት፣ አሞኒየም ካርቦኔት ወይም ዩሪያ እና ሌሎች የኬሚካል ማዳበሪያዎችን ያመነጫሉ። በዚህ ሂደት፣ የካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO2) እና H2 የመለየት ቴክኖሎጂ በዋናነት CO2 እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል መሆኑን ማረጋገጥ ነው።
እንደ ፕሮቶን ሽፋን ነዳጅ ሴሎች ላሉ የሃይድሮጂን አፕሊኬሽኖች፣ ከካርቦን ዳይኦክሳይድ ይልቅ ሃይድሮጂን ብቻ ጥቅም ላይ ይውላል። ካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO2) ከንቱ ልቀት ይሆናል፣ ይህም ከሌሎች የማዕድን ማውጣት ሂደቶች (እንደ የምግብ ደረጃ ካልሲየም ካርቦኔት ማምረት ያሉ) ጋር መዋሃድ ሊያስፈልግ ይችላል።
ይሁን እንጂ፣ በሁሉም የCO2 መለያየት ሂደቶች፣ CO2ን ለመምጠጥ ኦርጋኒክ አሚን ወይም ሜታኖልን መጠቀም የተሻለ መንገድ ነው። በተለይም በዝቅተኛ የሙቀት መጠን በሜታኖል የካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO2) በመምጠጥ ሂደት ውስጥ፣ የብዙ ጋዞች የመሟሟት አቅም በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ከፍ ይላል። የሃይድሮጂን የመሟሟት አቅም ብቻ በሙቀት አይገደብም፣ እና የሙቀት መጠኑ ዝቅተኛ ደግሞ የመሟሟት አቅሙ ይቀንሳል። ለH2 መለያየት ጥሩ ምርጫ ያሳያል።
የካርቦን ዳይኦክሳይድን መልሶ ለማግኘት በሚደረገው ሂደት፣ በሃይድሮጂን ምርት ላይ የሚደርሰውን ጉዳት ለማስወገድ፣ ከካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO) ጋር በጥብቅ ሊጣመሩ የሚችሉ ውድ የሆኑ ንጥረ ነገሮችን (እንደ ካስቲክ ሶዳ ያሉ) ከመጠቀም ለመቆጠብ ይሞክሩ፣ ይህም የሂደቱን ኢኮኖሚ ለማረጋገጥ ይረዳል።