Propuesta de tecnología de proceso y descripción de la planta de producción de hidrógeno a partir de gas natural (2)
3) Conversión de CO: Después de que el gas de conversión recupera calor a través de la caldera de recuperación de calor residual, su temperatura desciende a unos 360 °C y entra en el horno de conversión de temperatura media. Bajo la acción del catalizador a base de hierro, el monóxido de carbono reacciona con el vapor de agua para producir dióxido de carbono e hidrógeno. Las principales reacciones son las siguientes:
CO+H2O→CO2 +H2 +Q
La reacción de conversión de CO es exotérmica. Las bajas temperaturas favorecen el equilibrio de la conversión, lo que permite obtener una mayor tasa de conversión de CO y, por consiguiente, aumentar la producción de hidrógeno por unidad de materia prima. Para simplificar el proceso y ahorrar inversión, la conversión de gas natural a hidrógeno suele realizarse en una sola etapa.
4) Principio de extracción de hidrógeno por Adsorción por cambio de presión PSALa adsorción se refiere al fenómeno y proceso por el cual, cuando dos sustancias con fases diferentes entran en contacto, las moléculas de la sustancia con menor densidad se acumulan en la superficie de la sustancia con mayor densidad. La sustancia con efecto de adsorción (generalmente un sólido poroso con densidad relativamente alta) se denomina adsorbente, y la sustancia adsorbida (generalmente un gas con densidad relativamente baja) se denomina adsorbato. Presenta dos propiedades: una es que la capacidad de adsorción para diferentes componentes es diferente, y la otra es que la capacidad de adsorción del adsorbato sobre el adsorbente aumenta con el incremento de la presión parcial del adsorbato y disminuye con el incremento de la temperatura de adsorción. Al utilizar la primera propiedad del adsorbente, se puede lograr la purificación del hidrógeno adsorbiendo preferentemente los componentes de impurezas en la fuente de gas que contiene hidrógeno. Al aprovechar la segunda propiedad del adsorbente, este puede adsorberse a baja temperatura y alta presión, y desorberse y regenerarse a alta temperatura y baja presión, formando así un ciclo de adsorción y regeneración del adsorbente para lograr la extracción continua de hidrógeno.
La relación entre la cantidad de adsorción, la presión y la temperatura de Adsorción por cambio de presión PSA
Según la ecuación de la isoterma de adsorción de Langmuir, a cierta temperatura, la desorción del componente adsorbido debe completarse reduciendo su presión parcial. Los métodos de desorción más comunes incluyen el análisis a presión atmosférica y el análisis al vacío, ambos con el objetivo de reducir la presión parcial del componente adsorbido sobre el adsorbente.
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