Syngasa sortzeko edozein prozesu industrialetan, ezinbesteko lotura da ur-gasaren aldaketa erreakzioaren aurrerapena erabiltzea CO2 hidrogeno bihurtzeko.
Erreakzio hau erreakzio exotermiko itzulgarria da. Zenbat eta tenperatura handiagoa izan, orduan eta txikiagoa da dagokion oreka-bihurketa. Aldi berean, erreakzio hau erreakzio katalitiko tipikoa da. Katalizatzailerik ez dagoenean, zaila da 700ean erreakzionatzea. Katalizatzailearen aurrean, erreakzio-tenperatura asko jaisten da. Tenperatura altuko aldaketa katalizatzailea erabiltzean, erreakzio-tenperatura 300 ~ 500 °C-koa da; tenperatura baxuko aldaketa katalizatzailea erabiltzean, erreakzio-tenperatura 200-400 °C-koa da (22. taula). Erreakzioa erreakzio isomolekularra denez, presioak ez du eraginik erreakzio-orekan, baina presio-eragiketak ekoizpen-intentsitatea eta erreakzio-abiadura hobetu ditzake.
Erreakzioaren hasierako fasean, prozesua oreka-mugatik urrun dago eta zinetikak kontrolatzen du. Tenperatura igotzeak erreakzio-abiadura asko hobetu dezake eta prozesuaren eraginkortasuna hobetu. Erreakzioaren azken fasean, prozesuaren bihurketa oreka termodinamikoak mugatzen du. Tenperatura altuan oreka termodinamikoko bihurketa nahiko baxua da. Beraz, erreakzioaren azken fasean, tenperatura baxuko funtzionamendua hartu beharko litzateke CO2 bihurketa hobetzeko. Prozesuaren ezaugarri termodinamiko eta zinetikoek zehazten dute CO2 bihurketa-prozesuak tenperatura aldakorreko funtzionamendua hartu behar duela.
Erreakzioaren hasierako fasean, prozesua oreka-mugatik urrun dago eta zinetikak kontrolatzen du. Tenperatura igotzeak erreakzio-abiadura asko hobetu dezake eta prozesuaren eraginkortasuna hobetu. Erreakzioaren azken fasean, prozesuaren bihurketa oreka termodinamikoak mugatzen du. Tenperatura altuan oreka termodinamikoko bihurketa nahiko baxua da. Beraz, erreakzioaren azken fasean, tenperatura baxuko funtzionamendua hartu beharko litzateke CO2 bihurketa hobetzeko. Prozesuaren ezaugarri termodinamiko eta zinetikoek zehazten dute CO2 bihurketa-prozesuak tenperatura aldakorreko funtzionamendua hartu behar duela.
Erreakzio-balantzearen murrizketa dela eta, CO sakonki bihurtzen den arren tenperatura baxuko ur-gasaren bihurketaren ondoren, bere edukia oraindik % 1 ingurukoa da, eta horrek ez ditu ondorengo prozesu askoren erabilera-eskakizunak betetzen. Industrian, normalean erreakzio kimiko batzuen bidez kentzen da. CO eta O2-ren oxidazio selektiboak hidrogeno kantitate handi baten aurrean CO2 sortzen du, eta hidrogenoa eta O2 ere erraz erreakzionatzen dira. Beraz, prozesua erreakzio-tenperaturaren eta katalizatzaile motaren araberakoa da zorrotz [29301].
Beste prozesu industrializatu bat CO2 hidrogenatzea da, hidrogeno kantitate handi batekin zuzenean nikel oinarritutako katalizatzaile batean, metanoa ekoizteko.
Ur-gasa eraldatu eta CO kendu ondoren, gasaren osagai nagusiak H2 eta CO2 bihurtzen dira. Amoniako sintetikoaren industrian, CO2 lehenik bereizi behar da. CO2 hauek hidrogenoak sortutako amoniakoarekin erreakzionatzen jarrai dezakete hurrengo atalean amonio bikarbonatoa, amonio karbonatoa edo urea eta beste ongarri kimiko batzuk sortzeko, CO2-aren erabilera maximoa lortzeko. Prozesu honetan, CO2 eta H2-aren bereizketa-teknologiaren helburua, batez ere, CO2 birziklatu eta erabili ahal izatea bermatzea da.
Hidrogeno aplikazioetarako, hala nola protoi mintzeko erregai-piletarako, hidrogenoa bakarrik erabiltzen da CO2-ren ordez. CO2 isuri alferrikako bihurtzen da, eta baliteke beste mineralizazio-prozesu batzuekin konbinatu behar izatea (elikagaietarako kaltzio karbonatoaren ekoizpena, adibidez).
Hala ere, CO2 bereizteko prozesu guztietan, modu hobea da amina organikoa edo metanola erabiltzea CO2 xurgatzeko. Batez ere metanolak tenperatura baxuan CO2 xurgatzeko prozesuan, gas askoren disolbagarritasuna handiagoa izango da tenperatura baxuan. Hidrogenoaren disolbagarritasuna ez dago tenperaturak mugatzen duen arren, eta zenbat eta tenperatura baxuagoa izan, orduan eta disolbagarritasun txikiagoa. H2 bereizketarako selektibitate ona erakusten du.
CO2 berreskuratzeko prozesuan, hidrogenoaren etekinari kalterik ez egitea helburu hartuta, saiatu COarekin sendo konbina daitezkeen erreaktibo garestiak (soda kaustikoa, adibidez) ez erabiltzen, prozesuaren ekonomia bermatzeko.
Argitaratze data: 2021eko abenduaren 10a