Katika mchakato wowote wa viwanda wa kuzalisha syngas, ni kiungo muhimu cha kutumia maendeleo ya mmenyuko wa mabadiliko ya gesi ya maji ili kubadilisha CO kuwa hidrojeni.
Mwitikio huu ni mmenyuko wa exothermiki unaoweza kurekebishwa. Kadiri halijoto inavyokuwa juu, ndivyo ubadilishaji wa usawa unaolingana unavyokuwa chini. Wakati huo huo, mmenyuko huu ni mmenyuko wa kawaida wa kichocheo. Wakati hakuna kichocheo, ni vigumu kuguswa kwa 700. Mbele ya kichocheo, halijoto ya mmenyuko hupunguzwa sana. Unapotumia kichocheo cha mabadiliko ya halijoto ya juu, halijoto ya mmenyuko ni 300 ~ 500 ° C; Wakati kichocheo cha mabadiliko ya halijoto ya chini kinatumiwa, halijoto ya mmenyuko ni 200-400 ° C (jedwali 22). Kwa sababu mmenyuko ni mmenyuko wa isomolekuli, shinikizo halina athari kwenye usawa wa mmenyuko, lakini uendeshaji wa shinikizo unaweza kuboresha kiwango cha uzalishaji na kiwango cha mmenyuko.
Katika hatua ya awali ya mmenyuko, mchakato uko mbali na kikomo cha usawa na unadhibitiwa na kinetiki. Kuongeza halijoto kunaweza kuboresha sana kiwango cha mmenyuko na kuboresha ufanisi wa mchakato. Katika hatua ya baadaye ya mmenyuko, ubadilishaji wa mchakato huo umepunguzwa na usawa wa thermodynamic. Ubadilishaji wa usawa wa thermodynamic katika halijoto ya juu ni mdogo kiasi. Kwa hivyo, katika hatua ya baadaye ya mmenyuko, uendeshaji wa halijoto ya chini unapaswa kupitishwa ili kuboresha ubadilishaji wa CO. Sifa za thermodynamic na kinetiki za mchakato huamua kwamba mchakato wa ubadilishaji wa CO unapaswa kupitisha uendeshaji wa halijoto inayobadilika.
Katika hatua ya awali ya mmenyuko, mchakato uko mbali na kikomo cha usawa na unadhibitiwa na kinetiki. Kuongeza halijoto kunaweza kuboresha sana kiwango cha mmenyuko na kuboresha ufanisi wa mchakato. Katika hatua ya baadaye ya mmenyuko, ubadilishaji wa mchakato huo umepunguzwa na usawa wa thermodynamic. Ubadilishaji wa usawa wa thermodynamic katika halijoto ya juu ni mdogo kiasi. Kwa hivyo, katika hatua ya baadaye ya mmenyuko, uendeshaji wa halijoto ya chini unapaswa kupitishwa ili kuboresha ubadilishaji wa CO. Sifa za thermodynamic na kinetiki za mchakato huamua kwamba mchakato wa ubadilishaji wa CO unapaswa kupitisha uendeshaji wa halijoto inayobadilika.
Kutokana na kizuizi cha usawa wa mmenyuko, ingawa CO hubadilishwa kwa undani baada ya ubadilishaji wa gesi ya maji kwa joto la chini, kiwango chake bado ni takriban 1%, ambayo haiwezi kukidhi mahitaji ya matumizi ya michakato mingi inayofuata. Katika tasnia, kwa kawaida huondolewa na athari fulani za kemikali. Oxidation teule ya CO na O2 mbele ya kiasi kikubwa cha hidrojeni hutoa CO2, na hidrojeni na O2 pia ni rahisi kuguswa. Kwa hivyo, mchakato hutegemea sana halijoto ya mmenyuko na aina ya kichocheo [29301].
Mchakato mwingine wa viwanda ni hidrojeni ya CO2 na kiasi kikubwa cha hidrojeni iliyopo moja kwa moja kwenye kichocheo kinachotegemea nikeli ili kutoa methane.
Baada ya mabadiliko ya gesi ya maji na kuondolewa kwa CO2, vipengele vikuu vya gesi huwa H2 na CO2. Katika tasnia ya amonia ya sintetiki, CO2 inahitaji kutenganishwa kwanza. CO2 hizi zinaweza kuendelea kuguswa na amonia inayozalishwa na hidrojeni katika sehemu inayofuata ili kutoa bicarbonate ya amonia, kaboneti ya amonia au urea na mbolea zingine za kemikali ili kufikia matumizi ya juu ya CO2. Katika mchakato huu, teknolojia ya utenganishaji wa CO2 na H2 ni hasa kuhakikisha kwamba CO2 inaweza kutumika tena.
Kwa matumizi ya hidrojeni kama vile seli za mafuta za utando wa protoni, hidrojeni pekee ndiyo inayotumika badala ya CO2. CO2 inakuwa uzalishaji usiofaa, ambao unaweza kuhitaji kuunganishwa na michakato mingine ya madini (kama vile uzalishaji wa kalsiamu kaboneti ya kiwango cha chakula).
Hata hivyo, katika michakato yote ya utenganishaji wa CO2, ni njia bora ya kutumia amini au methanoli kikaboni kunyonya CO2. Hasa katika mchakato wa unyonyaji wa CO2 na methanoli kwenye halijoto ya chini, umumunyifu wa gesi nyingi utakuwa juu zaidi kwenye halijoto ya chini. Umumunyifu wa hidrojeni pekee hauzuiliwi na halijoto, na kadiri halijoto inavyopungua, ndivyo umumunyifu unavyopungua. Inaonyesha uteuzi mzuri wa utenganishaji wa H2.
Katika mchakato wa kurejesha CO2, kwa kuzingatia kuepuka uharibifu wa mavuno ya hidrojeni, jaribu kuepuka kutumia vitendanishi vya gharama kubwa (kama vile soda ya caustic) ambavyo vinaweza kuunganishwa kwa nguvu na CO2, ili kuhakikisha uchumi wa mchakato.
Muda wa chapisho: Desemba-10-2021