Në çdo proces industrial të gjenerimit të gazit sintetik, është një lidhje thelbësore të përdoret progresi i reaksionit të zhvendosjes së gazit të ujit për të shndërruar CO2 në hidrogjen.
Ky reaksion është një reaksion ekzotermik i kthyeshëm. Sa më e lartë të jetë temperatura, aq më i ulët është shndërrimi përkatës në ekuilibër. Në të njëjtën kohë, ky reaksion është një reaksion tipik katalitik. Kur nuk ka katalizator, është e vështirë të reagohet në 700°C. Në prani të katalizatorit, temperatura e reaksionit ulet shumë. Kur përdoret katalizator me zhvendosje në temperaturë të lartë, temperatura e reaksionit është 300 ~ 500°C; Kur përdoret katalizator me zhvendosje në temperaturë të ulët, temperatura e reaksionit është 200-400°C (tabela 22). Meqenëse reaksioni është një reaksion izomolekular, presioni nuk ka efekt në ekuilibrin e reaksionit, por operacioni nën presion mund të përmirësojë intensitetin e prodhimit dhe shkallën e reaksionit.
Në fazën fillestare të reaksionit, procesi është larg kufirit të ekuilibrit dhe kontrollohet nga kinetika. Rritja e temperaturës mund të përmirësojë shumë shkallën e reaksionit dhe efikasitetin e procesit. Në fazën e mëvonshme të reaksionit, shndërrimi i procesit kufizohet nga ekuilibri termodinamik. Shndërrimi i ekuilibrit termodinamik në temperaturë të lartë është relativisht i ulët. Prandaj, në fazën e mëvonshme të reaksionit, duhet të përdoret operimi në temperaturë të ulët për të përmirësuar shndërrimin e CO2. Karakteristikat termodinamike dhe kinetike të procesit përcaktojnë që procesi i shndërrimit të CO2 duhet të përdorë operimin në temperaturë të ndryshueshme.
Në fazën fillestare të reaksionit, procesi është larg kufirit të ekuilibrit dhe kontrollohet nga kinetika. Rritja e temperaturës mund të përmirësojë shumë shkallën e reaksionit dhe efikasitetin e procesit. Në fazën e mëvonshme të reaksionit, shndërrimi i procesit kufizohet nga ekuilibri termodinamik. Shndërrimi i ekuilibrit termodinamik në temperaturë të lartë është relativisht i ulët. Prandaj, në fazën e mëvonshme të reaksionit, duhet të përdoret operimi në temperaturë të ulët për të përmirësuar shndërrimin e CO2. Karakteristikat termodinamike dhe kinetike të procesit përcaktojnë që procesi i shndërrimit të CO2 duhet të përdorë operimin në temperaturë të ndryshueshme.
Për shkak të kufizimit të ekuilibrit të reagimit, megjithëse CO shndërrohet thellë pas konvertimit në gaz uji në temperaturë të ulët, përmbajtja e tij është ende rreth 1%, gjë që nuk mund të përmbushë kërkesat e përdorimit të shumë proceseve të mëvonshme. Në industri, zakonisht hiqet nga disa reaksione kimike. Oksidimi selektiv i CO dhe O2 në prani të një sasie të madhe hidrogjeni gjeneron CO2, dhe hidrogjeni dhe O2 janë gjithashtu të lehtë për t'u reaguar. Prandaj, procesi varet në mënyrë strikte nga temperatura e reagimit dhe lloji i katalizatorit [29301].
Një proces tjetër i industrializuar është hidrogjenizimi i CO2 me një sasi të madhe të hidrogjenit ekzistues direkt në katalizator me bazë nikeli për të prodhuar metan.
Pas transformimit të gazit të ujit dhe largimit të CO2, përbërësit kryesorë të gazit bëhen H2 dhe CO2. Në industrinë e amoniakut sintetik, CO2 duhet të ndahet së pari. Këto CO2 mund të vazhdojnë të reagojnë me amoniakun e gjeneruar nga hidrogjeni në seksionin pasues për të gjeneruar bikarbonat amoniumi, karbonat amoniumi ose ure dhe plehra të tjerë kimikë për të realizuar shfrytëzimin maksimal të CO2. Në këtë proces, teknologjia e ndarjes së CO2 dhe H2 është kryesisht për të siguruar që CO2 të mund të riciklohet ose të përdoret.
Për aplikimet e hidrogjenit, siç janë qelizat e karburantit membrana protonike, përdoret vetëm hidrogjen në vend të CO2. CO2 bëhet emetim i padobishëm, i cili mund të duhet të kombinohet me procese të tjera mineralizimi (siç është prodhimi i karbonatit të kalciumit të gradës ushqimore).
Megjithatë, në të gjitha proceset e ndarjes së CO2, është një mënyrë më e mirë të përdoret amina organike ose metanoli për të thithur CO2. Sidomos në procesin e thithjes së CO2 nga metanoli në temperaturë të ulët, tretshmëria e shumë gazeve do të bëhet më e lartë në temperaturë të ulët. Vetëm tretshmëria e hidrogjenit nuk kufizohet nga temperatura, dhe sa më e ulët të jetë temperatura, aq më e ulët është tretshmëria. Kjo tregon një selektivitet të mirë për ndarjen e H2.
Gjatë procesit të rikuperimit të CO2, me kusht që të shmanget dëmtimi i rendimentit të hidrogjenit, përpiquni të shmangni përdorimin e reagentëve të shtrenjtë (siç është soda kaustike) që mund të kombinohen fort me CO2, në mënyrë që të sigurohet ekonomia e procesit.
Koha e postimit: 10 dhjetor 2021