Í öllum iðnaðarferlum við framleiðslu á synthesisgasi er nauðsynlegt að nota framvindu vatnsgasviðbragða til að umbreyta CO í vetni.
Þessi viðbrögð eru afturkræf útverm viðbrögð. Því hærra sem hitastigið er, því lægri er samsvarandi jafnvægisumbreyting. Á sama tíma eru þessi viðbrögð dæmigerð hvataviðbrögð. Þegar enginn hvati er til staðar er erfitt að viðbragð við 700°C. Í viðurvist hvata lækkar viðbragðshitastigið verulega. Þegar hvati við háan hita er notaður er viðbragðshitastigið 300 ~ 500°C; þegar hvati við lágan hita er notaður er viðbragðshitastigið 200-400°C (tafla 22). Þar sem viðbrögðin eru ísómólekular viðbrögð hefur þrýstingurinn engin áhrif á jafnvægi viðbragða, en þrýstingsaðgerðin getur bætt framleiðslustyrk og viðbragðshraða.
Í upphafsstigi hvarfsins er ferlið langt frá jafnvægismörkum og er stjórnað af hvarfhraða. Hækkun hitastigs getur bætt hvarfhraðann til muna og bætt skilvirkni ferlisins. Í síðari stigum hvarfsins er umbreyting ferlisins takmörkuð af varmafræðilegu jafnvægi. Varmafræðileg jafnvægisumbreyting við hátt hitastig er tiltölulega lítil. Þess vegna ætti að beita lághitaaðgerðum í síðari stigum hvarfsins til að bæta CO umbreytinguna. Varmafræðilegir og hvarffræðilegir eiginleikar ferlisins ákvarða að CO umbreytingarferlið ætti að beita breytilegu hitastigi.
Í upphafsstigi hvarfsins er ferlið langt frá jafnvægismörkum og er stjórnað af hvarfhraða. Hækkun hitastigs getur bætt hvarfhraðann til muna og bætt skilvirkni ferlisins. Í síðari stigum hvarfsins er umbreyting ferlisins takmörkuð af varmafræðilegu jafnvægi. Varmafræðileg jafnvægisumbreyting við hátt hitastig er tiltölulega lítil. Þess vegna ætti að beita lághitaaðgerðum í síðari stigum hvarfsins til að bæta CO umbreytinguna. Varmafræðilegir og hvarffræðilegir eiginleikar ferlisins ákvarða að CO umbreytingarferlið ætti að beita breytilegu hitastigi.
Vegna takmarkana á jafnvægi viðbragða, þó að CO umbreytist djúpt eftir lághita vatnsgasumbreytingu, er innihald þess samt um 1%, sem getur ekki uppfyllt kröfur margra síðari ferla. Í iðnaði er það venjulega fjarlægt með sumum efnahvörfum. Sértæk oxun CO og O2 í viðurvist mikils magns af vetni myndar CO2, og vetni og O2 eru einnig auðveldlega hvött til að hvarfast. Þess vegna er ferlið stranglega háð viðbragðshita og gerð hvata [29301].
Önnur iðnvædd aðferð er vetnun CO með miklu magni af fyrirliggjandi vetni beint á nikkel-hvata til að framleiða metan.
Eftir umbreytingu vatnsgass og fjarlægingu CO verða helstu þættir gassins að H2 og CO2. Í tilbúnum ammóníakiðnaði þarf fyrst að aðskilja CO2. Þetta CO2 getur haldið áfram að hvarfast við ammóníak sem myndast við vetni í síðari hluta til að mynda ammóníumbíkarbónat, ammóníumkarbónat eða þvagefni og annan efnaáburð til að hámarka nýtingu CO2. Í þessu ferli er aðskilnaðartækni CO2 og H2 aðallega til að tryggja að hægt sé að endurvinna CO2.
Fyrir vetnisforrit eins og eldsneytisfrumur með róteindahimnu er aðeins vetni notað í stað CO2. CO2 verður að gagnslausum útblæstri sem gæti þurft að sameina öðrum steinefnavinnsluferlum (eins og framleiðslu á kalsíumkarbónati í matvælaflokki).
Hins vegar, í öllum ferlum CO2-aðskilnaðar, er betri leið að nota lífrænt amín eða metanól til að taka upp CO2. Sérstaklega í ferli CO2-upptöku með metanóli við lágt hitastig, mun leysni margra lofttegunda aukast við lágt hitastig. Aðeins leysni vetnis er ekki takmörkuð af hitastigi, og því lægra sem hitastigið er, því minni er leysnin. Það sýnir góða sértækni fyrir H2-aðskilnað.
Við endurheimt CO2 skal forðast að nota dýr hvarfefni (eins og vítissóda) sem geta tengst CO2 sterklega við það, til að forðast að skaða vetnisframleiðsluna, til að tryggja hagkvæmni ferlisins.
Birtingartími: 10. des. 2021