Proposta de tecnologia de processo e descrição da planta de produção de hidrogênio a gás natural (2)

3) Conversão de CO: Após a conversão, o gás recupera calor através da caldeira de recuperação de calor, sua temperatura cai para cerca de 360 ​​°C e entra no forno de conversão de média temperatura. Sob a ação do catalisador à base de ferro, o monóxido de carbono reage com o vapor de água para produzir dióxido de carbono e hidrogênio. As principais reações são as seguintes:

CO+H₂O→CO₂ +H₂ +Q

A reação de conversão de CO é exotérmica. Baixas temperaturas são benéficas para o balanço da conversão, permitindo obter uma taxa de conversão de CO mais elevada e, consequentemente, aumentar a produção de hidrogênio por unidade de matéria-prima. Para simplificar o processo e reduzir custos, a conversão de gás natural em hidrogênio geralmente utiliza apenas um estágio de conversão.

4) Princípio da extração de hidrogênio por Adsorção por oscilação de pressão PSAA adsorção refere-se ao fenômeno e processo em que, quando duas substâncias com fases diferentes entram em contato, as moléculas da substância com menor densidade se concentram na superfície da substância com maior densidade. A substância com efeito adsorvente (geralmente um sólido poroso com densidade relativamente alta) é chamada de adsorvente, e a substância adsorvida (geralmente um gás com densidade relativamente baixa) é chamada de adsorvato. A adsorção apresenta duas propriedades principais: a capacidade de adsorção varia de acordo com o componente adsorvido, e a capacidade de adsorção do adsorvato no adsorvente aumenta com o aumento da pressão parcial do adsorvato e diminui com o aumento da temperatura de adsorção. Utilizando a primeira propriedade do adsorvente, o objetivo da purificação do hidrogênio pode ser alcançado pela adsorção preferencial dos componentes de impureza presentes na fonte de gás contendo hidrogênio. Ao utilizar a segunda propriedade do adsorvente, este pode ser adsorvido a baixa temperatura e alta pressão e dessorvido e regenerado a alta temperatura e baixa pressão, formando assim um ciclo de adsorção e regeneração para atingir o objetivo de extração contínua de hidrogênio.

A relação entre a quantidade de adsorção, a pressão e a temperatura de Adsorção por oscilação de pressão PSA

A partir da equação da isoterma de adsorção de Langmuir, sabemos que, a uma determinada temperatura, a dessorção do componente adsorvido precisa ser concluída pela redução de sua pressão parcial. Os métodos de dessorção mais comuns incluem a análise à pressão atmosférica e a análise a vácuo, ambos com o objetivo de reduzir a pressão parcial do componente adsorvido no adsorvente.

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