Во секој индустриски процес на производство на сингас, суштинска алка е да се искористи напредокот на реакцијата на поместување на водата во гас за да се претвори CO во водород.
Оваа реакција е реверзибилна егзотермна реакција. Колку е повисока температурата, толку е помала соодветната рамнотежна конверзија. Во исто време, оваа реакција е типична каталитичка реакција. Кога нема катализатор, тешко е да се реагира на 700°C. Во присуство на катализатор, температурата на реакцијата е значително намалена. Кога се користи катализатор со поместување на висока температура, температурата на реакцијата е 300 ~ 500°C; кога се користи катализатор со поместување на ниска температура, температурата на реакцијата е 200-400°C (табела 22). Бидејќи реакцијата е изомолекуларна реакција, притисокот нема ефект врз рамнотежата на реакцијата, но притисокот може да го подобри интензитетот на производството и брзината на реакцијата.
Во почетната фаза од реакцијата, процесот е далеку од границата на рамнотежа и е контролиран од кинетиката. Зголемувањето на температурата може значително да ја подобри брзината на реакцијата и да ја подобри ефикасноста на процесот. Во подоцнежната фаза од реакцијата, конверзијата на процесот е ограничена од термодинамичката рамнотежа. Конверзијата на термодинамичката рамнотежа на висока температура е релативно ниска. Затоа, во подоцнежната фаза од реакцијата, треба да се усвои работа на ниска температура за да се подобри конверзијата на CO2. Термодинамичките и кинетичките карактеристики на процесот одредуваат дека процесот на конверзија на CO2 треба да усвои работа на променлива температура.
Во почетната фаза од реакцијата, процесот е далеку од границата на рамнотежа и е контролиран од кинетиката. Зголемувањето на температурата може значително да ја подобри брзината на реакцијата и да ја подобри ефикасноста на процесот. Во подоцнежната фаза од реакцијата, конверзијата на процесот е ограничена од термодинамичката рамнотежа. Конверзијата на термодинамичката рамнотежа на висока температура е релативно ниска. Затоа, во подоцнежната фаза од реакцијата, треба да се усвои работа на ниска температура за да се подобри конверзијата на CO2. Термодинамичките и кинетичките карактеристики на процесот одредуваат дека процесот на конверзија на CO2 треба да усвои работа на променлива температура.
Поради ограничувањето на реакциската рамнотежа, иако CO е длабоко конвертиран по конверзијата на вода на ниска температура, неговата содржина е сè уште околу 1%, што не може да ги задоволи барањата за употреба на многу последователни процеси. Во индустријата, обично се отстранува со некои хемиски реакции. Селективната оксидација на CO и O2 во присуство на голема количина на водород генерира CO2, а водородот и O2 се исто така лесни за реакција. Затоа, процесот строго зависи од температурата на реакцијата и видот на катализаторот [29301].
Друг индустријализиран процес е хидрогенизацијата на CO со голема количина на постоечки водород директно на катализатор базиран на никел за да се произведе метан.
По трансформацијата на водниот гас и отстранувањето на CO2, главните компоненти на гасот стануваат H2 и CO2. Во индустријата за синтетички амонијак, CO2 прво треба да се одвои. Овој CO2 може да продолжи да реагира со амонијак генериран од водород во следниот дел за да се генерира амониум бикарбонат, амониум карбонат или уреа и други хемиски ѓубрива за да се постигне максимално искористување на CO2. Во овој процес, технологијата на одвојување на CO2 и H2 е главно за да се обезбеди дека CO2 може да се рециклира и употреби.
За водородни апликации како што се горивни ќелии со протонска мембрана, наместо CO2 се користи само водород. CO2 станува бескорисна емисија, која можеби ќе треба да се комбинира со други процеси на минерализација (како што е производството на калциум карбонат за храна).
Сепак, во сите процеси на сепарација на CO2, подобар начин е да се користи органски амин или метанол за апсорпција на CO2. Особено во процесот на апсорпција на CO2 од страна на метанол на ниска температура, растворливоста на многу гасови ќе стане поголема на ниска температура. Само растворливоста на водородот не е ограничена од температурата, а колку е пониска температурата, толку е помала растворливоста. Покажува добра селективност за сепарација на H2.
Во процесот на обновување на CO2, врз основа на премисата за избегнување на оштетување на приносот на водород, обидете се да избегнете употреба на скапи реагенси (како што е каустична сода) кои можат силно да се соединат со CO, со цел да се обезбеди економичност на процесот.
Време на објавување: 10 декември 2021 година