ਪਾਣੀ ਦੀ ਗੈਸ ਤੋਂ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਉਤਪਾਦਨ

ਸਿੰਗਾਸ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਦੀ ਕਿਸੇ ਵੀ ਉਦਯੋਗਿਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ, CO2 ਨੂੰ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ ਲਈ ਪਾਣੀ ਦੀ ਗੈਸ ਸ਼ਿਫਟ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਪ੍ਰਗਤੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨਾ ਇੱਕ ਜ਼ਰੂਰੀ ਕੜੀ ਹੈ।
ਇਹ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਇੱਕ ਉਲਟਾਉਣਯੋਗ ਐਕਸੋਥਰਮਿਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਹੈ। ਤਾਪਮਾਨ ਜਿੰਨਾ ਉੱਚਾ ਹੋਵੇਗਾ, ਅਨੁਸਾਰੀ ਸੰਤੁਲਨ ਪਰਿਵਰਤਨ ਓਨਾ ਹੀ ਘੱਟ ਹੋਵੇਗਾ। ਇਸ ਦੇ ਨਾਲ ਹੀ, ਇਹ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਇੱਕ ਆਮ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਕੋਈ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ, ਤਾਂ 700 'ਤੇ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਕਰਨਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਵਿੱਚ, ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਸ਼ਿਫਟ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਸਮੇਂ, ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ 300 ~ 500 ° C ਹੁੰਦਾ ਹੈ; ਜਦੋਂ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ ਸ਼ਿਫਟ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ 200-400 ° C ਹੁੰਦਾ ਹੈ (ਸਾਰਣੀ 22)। ਕਿਉਂਕਿ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਇੱਕ ਆਈਸੋਮੋਲੀਕਿਊਲਰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਹੈ, ਦਬਾਅ ਦਾ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਸੰਤੁਲਨ 'ਤੇ ਕੋਈ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨਹੀਂ ਪੈਂਦਾ, ਪਰ ਦਬਾਅ ਸੰਚਾਲਨ ਉਤਪਾਦਨ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਅਤੇ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦਰ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੇ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪੜਾਅ 'ਤੇ, ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਸੰਤੁਲਨ ਸੀਮਾ ਤੋਂ ਬਹੁਤ ਦੂਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਗਤੀ ਵਿਗਿਆਨ ਦੁਆਰਾ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਾਉਣ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦਰ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਸੁਧਾਰ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੇ ਬਾਅਦ ਦੇ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ, ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦਾ ਪਰਿਵਰਤਨ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਸੰਤੁਲਨ ਦੁਆਰਾ ਸੀਮਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਸੰਤੁਲਨ ਪਰਿਵਰਤਨ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਘੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੇ ਬਾਅਦ ਦੇ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ, CO ਪਰਿਵਰਤਨ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ ਸੰਚਾਲਨ ਨੂੰ ਅਪਣਾਇਆ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀਆਂ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਅਤੇ ਗਤੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਇਹ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ ਕਿ CO ਪਰਿਵਰਤਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਪਰਿਵਰਤਨਸ਼ੀਲ ਤਾਪਮਾਨ ਸੰਚਾਲਨ ਨੂੰ ਅਪਣਾਉਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।
ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੇ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪੜਾਅ 'ਤੇ, ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਸੰਤੁਲਨ ਸੀਮਾ ਤੋਂ ਬਹੁਤ ਦੂਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਗਤੀ ਵਿਗਿਆਨ ਦੁਆਰਾ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਾਉਣ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦਰ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਸੁਧਾਰ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੇ ਬਾਅਦ ਦੇ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ, ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦਾ ਪਰਿਵਰਤਨ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਸੰਤੁਲਨ ਦੁਆਰਾ ਸੀਮਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਸੰਤੁਲਨ ਪਰਿਵਰਤਨ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਘੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੇ ਬਾਅਦ ਦੇ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ, CO ਪਰਿਵਰਤਨ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ ਸੰਚਾਲਨ ਨੂੰ ਅਪਣਾਇਆ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀਆਂ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਅਤੇ ਗਤੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਇਹ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ ਕਿ CO ਪਰਿਵਰਤਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਪਰਿਵਰਤਨਸ਼ੀਲ ਤਾਪਮਾਨ ਸੰਚਾਲਨ ਨੂੰ ਅਪਣਾਉਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।
ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਸੰਤੁਲਨ ਦੀ ਪਾਬੰਦੀ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਹਾਲਾਂਕਿ ਘੱਟ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਪਾਣੀ ਗੈਸ ਪਰਿਵਰਤਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ CO ਡੂੰਘਾਈ ਨਾਲ ਬਦਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਇਸਦੀ ਸਮੱਗਰੀ ਅਜੇ ਵੀ ਲਗਭਗ 1% ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਬਾਅਦ ਦੀਆਂ ਕਈ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੀਆਂ ਵਰਤੋਂ ਦੀਆਂ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਨਹੀਂ ਕਰ ਸਕਦੀ। ਉਦਯੋਗ ਵਿੱਚ, ਇਸਨੂੰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕੁਝ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦੁਆਰਾ ਹਟਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਵਿੱਚ CO ਅਤੇ O2 ਦਾ ਚੋਣਵਾਂ ਆਕਸੀਕਰਨ CO2 ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਅਤੇ O2 ਵੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਕਰਨਾ ਆਸਾਨ ਹਨ। ਇਸ ਲਈ, ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਸਖਤੀ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀ ਕਿਸਮ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੀ ਹੈ [29301]।
ਇੱਕ ਹੋਰ ਉਦਯੋਗਿਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ CO ਦਾ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨੇਸ਼ਨ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਮੀਥੇਨ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਨਿੱਕਲ ਅਧਾਰਤ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ 'ਤੇ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮੌਜੂਦਾ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਦੀ ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
ਪਾਣੀ ਦੀ ਗੈਸ ਦੇ ਪਰਿਵਰਤਨ ਅਤੇ CO ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਗੈਸ ਦੇ ਮੁੱਖ ਹਿੱਸੇ H2 ਅਤੇ CO2 ਬਣ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਸਿੰਥੈਟਿਕ ਅਮੋਨੀਆ ਉਦਯੋਗ ਵਿੱਚ, CO2 ਨੂੰ ਪਹਿਲਾਂ ਵੱਖ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਹ CO2 ਅਗਲੇ ਭਾਗ ਵਿੱਚ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਅਮੋਨੀਆ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਕਰਨਾ ਜਾਰੀ ਰੱਖ ਸਕਦੇ ਹਨ ਤਾਂ ਜੋ CO2 ਦੀ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਵਰਤੋਂ ਨੂੰ ਮਹਿਸੂਸ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ, CO2 ਅਤੇ H2 ਨੂੰ ਵੱਖ ਕਰਨ ਦੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇਹ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਹੈ ਕਿ CO2 ਨੂੰ ਰੀਸਾਈਕਲ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ।
ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਝਿੱਲੀ ਬਾਲਣ ਸੈੱਲਾਂ ਲਈ, CO2 ਦੀ ਬਜਾਏ ਸਿਰਫ਼ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। CO2 ਬੇਕਾਰ ਨਿਕਾਸ ਬਣ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ਹੋਰ ਖਣਿਜੀਕਰਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਫੂਡ ਗ੍ਰੇਡ ਕੈਲਸ਼ੀਅਮ ਕਾਰਬੋਨੇਟ ਦਾ ਉਤਪਾਦਨ) ਨਾਲ ਜੋੜਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ।
ਹਾਲਾਂਕਿ, CO2 ਵੱਖ ਕਰਨ ਦੀਆਂ ਸਾਰੀਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ, CO2 ਨੂੰ ਸੋਖਣ ਲਈ ਜੈਵਿਕ ਅਮੀਨ ਜਾਂ ਮੀਥੇਨੌਲ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨਾ ਇੱਕ ਬਿਹਤਰ ਤਰੀਕਾ ਹੈ। ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਮੀਥੇਨੌਲ ਦੁਆਰਾ CO2 ਨੂੰ ਸੋਖਣ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ, ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਗੈਸਾਂ ਦੀ ਘੁਲਣਸ਼ੀਲਤਾ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਵੱਧ ਜਾਵੇਗੀ। ਸਿਰਫ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਦੀ ਘੁਲਣਸ਼ੀਲਤਾ ਤਾਪਮਾਨ ਦੁਆਰਾ ਸੀਮਿਤ ਨਹੀਂ ਹੈ, ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਜਿੰਨਾ ਘੱਟ ਹੋਵੇਗਾ, ਓਨੀ ਹੀ ਘੱਟ ਘੁਲਣਸ਼ੀਲਤਾ ਹੋਵੇਗੀ। ਇਹ H2 ਵੱਖ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਚੰਗੀ ਚੋਣਸ਼ੀਲਤਾ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ।
CO2 ਨੂੰ ਮੁੜ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ, ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਉਪਜ ਨੂੰ ਹੋਣ ਵਾਲੇ ਨੁਕਸਾਨ ਤੋਂ ਬਚਣ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਮਹਿੰਗੇ ਰੀਐਜੈਂਟ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਕਾਸਟਿਕ ਸੋਡਾ) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਚਣ ਦੀ ਕੋਸ਼ਿਸ਼ ਕਰੋ ਜੋ CO ਨਾਲ ਮਜ਼ਬੂਤੀ ਨਾਲ ਮਿਲ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਜੋ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀ ਆਰਥਿਕਤਾ ਨੂੰ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕੇ।