У сваком индустријском процесу производње синтетичког гаса, суштинска је веза да се искористи напредак реакције конверзије воденог гаса за претварање CO2 у водоник.
Ова реакција је реверзибилна егзотермна реакција. Што је температура виша, то је одговарајућа равнотежна конверзија нижа. Истовремено, ова реакција је типична каталитичка реакција. Када нема катализатора, тешко је реаговати на 700. У присуству катализатора, температура реакције је знатно смањена. Када се користи катализатор за промену реакције на високој температури, температура реакције је 300 ~ 500 °C; када се користи катализатор за промену реакције на ниској температури, температура реакције је 200-400 °C (табела 22). Пошто је реакција изомолекуларна реакција, притисак нема утицаја на равнотежу реакције, али рад под притиском може побољшати интензитет производње и брзину реакције.
У почетној фази реакције, процес је далеко од границе равнотеже и контролише га кинетика. Повећање температуре може значајно побољшати брзину реакције и побољшати ефикасност процеса. У каснијој фази реакције, конверзија процеса је ограничена термодинамичком равнотежом. Конверзија у термодинамичкој равнотежи на високој температури је релативно ниска. Стога, у каснијој фази реакције, треба усвојити рад на ниској температури како би се побољшала конверзија CO. Термодинамичке и кинетичке карактеристике процеса одређују да процес конверзије CO треба да усвоји рад на променљивој температури.
У почетној фази реакције, процес је далеко од границе равнотеже и контролише га кинетика. Повећање температуре може значајно побољшати брзину реакције и побољшати ефикасност процеса. У каснијој фази реакције, конверзија процеса је ограничена термодинамичком равнотежом. Конверзија у термодинамичкој равнотежи на високој температури је релативно ниска. Стога, у каснијој фази реакције, треба усвојити рад на ниској температури како би се побољшала конверзија CO. Термодинамичке и кинетичке карактеристике процеса одређују да процес конверзије CO треба да усвоји рад на променљивој температури.
Због ограничења реакционе равнотеже, иако се CO дубоко конвертује након конверзије воденог гаса на ниској температури, његов садржај је и даље око 1%, што не може да задовољи захтеве употребе многих наредних процеса. У индустрији се обично уклања неким хемијским реакцијама. Селективна оксидација CO и O2 у присуству велике количине водоника ствара CO2, а водоник и O2 такође лако реагују. Стога, процес строго зависи од температуре реакције и врсте катализатора [29301].
Још један индустријализован процес је хидрогенација CO2 са великом количином постојећег водоника директно на катализатору на бази никла да би се произвео метан.
Након трансформације воденог гаса и уклањања CO2, главне компоненте гаса постају H2 и CO2. У индустрији синтетичког амонијака, CO2 се прво мора одвојити. Овај CO2 може наставити да реагује са амонијаком који настаје из водоника у наредној секцији да би се добио амонијум бикарбонат, амонијум карбонат или уреа и друга хемијска ђубрива како би се постигло максимално искоришћење CO2. У овом процесу, технологија одвајања CO2 и H2 је првенствено усмерена на осигуравање да се CO2 може рециклирати.
За примене водоника, као што су горивне ћелије са протонском мембраном, уместо CO2 се користи само водоник. CO2 постаје бескорисна емисија, коју је можда потребно комбиновати са другим процесима минерализације (као што је производња калцијум карбоната прехрамбене класе).
Међутим, у свим процесима одвајања CO2, бољи начин је коришћење органског амина или метанола за апсорпцију CO2. Посебно у процесу апсорпције CO2 метанолом на ниској температури, растворљивост многих гасова ће постати већа на ниској температури. Само растворљивост водоника није ограничена температуром, и што је температура нижа, то је растворљивост мања. Показује добру селективност за одвајање H2.
У процесу регенерације CO2, под претпоставком избегавања оштећења приноса водоника, покушајте да избегнете употребу скупих реагенса (као што је каустична сода) који се могу јако комбиновати са CO, како бисте осигурали економичност процеса.
Време објаве: 10. децембар 2021.