Proposition et description du procédé de production d'hydrogène à partir de gaz naturel (2)
3) Conversion du CO : Après récupération de chaleur par la chaudière de récupération, le gaz de conversion atteint une température d'environ 360 °C et pénètre dans le four de conversion à moyenne température. Sous l'action du catalyseur à base de fer, le monoxyde de carbone réagit avec la vapeur d'eau pour produire du dioxyde de carbone et de l'hydrogène. Les principales réactions sont les suivantes :
CO+H2O→CO2 +H2 +Q
La réaction de conversion du CO est exothermique. Une basse température favorise le bilan de la conversion, permettant d'obtenir un taux de conversion du CO plus élevé et, par conséquent, une production d'hydrogène accrue par unité de matière première. Afin de simplifier le procédé et de réduire les investissements, la conversion du gaz naturel en hydrogène se fait généralement en une seule étape.
4) Principe de l'extraction d'hydrogène par Adsorption modulée en pression par PSAL'adsorption désigne le phénomène par lequel, lorsque deux substances de phases différentes entrent en contact, les molécules de la substance la moins dense se fixent à la surface de la substance la plus dense. La substance ayant un pouvoir adsorbant (généralement un solide poreux de densité relativement élevée) est appelée adsorbant, et la substance adsorbée (généralement un gaz de faible densité) est appelée adsorbat. L'adsorption présente deux propriétés : d'une part, sa capacité d'adsorption varie selon les composants ; d'autre part, elle augmente avec la pression partielle de l'adsorbat et diminue avec la température. En exploitant la première propriété de l'adsorbant, on peut purifier l'hydrogène en adsorbant préférentiellement les impuretés présentes dans la source gazeuse. En exploitant la seconde propriété de l'adsorbant, celui-ci peut être adsorbé à basse température et haute pression, puis désorbé et régénéré à haute température et basse pression, formant ainsi un cycle d'adsorption et de régénération permettant une extraction continue d'hydrogène.
La relation entre la quantité d'adsorption, la pression et la température de Adsorption modulée en pression par PSA
L'équation de l'isotherme d'adsorption de Langmuir indique qu'à une certaine température, la désorption du composé adsorbé nécessite une diminution de sa pression partielle. Les méthodes de désorption couramment utilisées comprennent l'analyse à pression atmosphérique et l'analyse sous vide, qui visent toutes deux à réduire la pression partielle du composé adsorbé sur l'adsorbant.
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