Suw gazyndan wodorod öndürmek

Sintez gazlaryny öndürmegiň islendik senagat prosesinde, CO2-ni wodoroda öwürmek üçin suw gazynyň süýşme reaksiýasynyň ösüşini ulanmak möhüm baglanyşyk bolup durýar.
Bu reaksiýa gaýtymly ekzotermik reaksiýadyr. Temperatura näçe ýokary bolsa, deňagramly öwrüliş şonça-da pes bolýar. Şol bir wagtyň özünde, bu reaksiýa adaty katalitik reaksiýadyr. Katalizator ýok wagty, 700°C-de reaksiýa geçirmek kyn bolýar. Katalizatoryň gatnaşmagynda reaksiýanyň temperaturasy ep-esli peselýär. Ýokary temperatura üýtgeýän katalizator ulanylanda, reaksiýanyň temperaturasy 300 ~ 500°C; Pes temperatura üýtgeýän katalizator ulanylanda, reaksiýanyň temperaturasy 200-400°C bolýar (22-nji tablisa). Reaksiýa izomolekulýar reaksiýa bolandygy sebäpli, basyş reaksiýanyň deňagramlylygyna täsir etmeýär, ýöne basyş operasiýasy önümçilik intensiwligini we reaksiýanyň tizligini gowulandyryp biler.
Reaksiýanyň başlangyç tapgyrynda proses deňagramlylyk çäginden uzakda we kinetika tarapyndan dolandyrylýar. Temperaturanyň ýokarlanmagy reaksiýanyň tizligini ep-esli ýokarlandyryp we prosesiň netijeliligini ýokarlandyryp biler. Reaksiýanyň soňky tapgyrynda prosesiň öwrülişi termodinamik deňagramlylyk bilen çäklendirilýär. Ýokary temperaturada termodinamik deňagramlylyk öwrülişi deňeşdirme boýunça pes bolýar. Şonuň üçin reaksiýanyň soňky tapgyrynda CO öwrülişini gowulandyrmak üçin pes temperatura işlemesini ulanmaly. Prosesiň termodinamik we kinetiki häsiýetnamalary CO öwrüliş prosesiniň üýtgeýän temperatura işlemesini kabul etmelidigini kesgitleýär.
Reaksiýanyň başlangyç tapgyrynda proses deňagramlylyk çäginden uzakda we kinetika tarapyndan dolandyrylýar. Temperaturanyň ýokarlanmagy reaksiýanyň tizligini ep-esli ýokarlandyryp we prosesiň netijeliligini ýokarlandyryp biler. Reaksiýanyň soňky tapgyrynda prosesiň öwrülişi termodinamik deňagramlylyk bilen çäklendirilýär. Ýokary temperaturada termodinamik deňagramlylyk öwrülişi deňeşdirme boýunça pes bolýar. Şonuň üçin reaksiýanyň soňky tapgyrynda CO öwrülişini gowulandyrmak üçin pes temperatura işlemesini ulanmaly. Prosesiň termodinamik we kinetiki häsiýetnamalary CO öwrüliş prosesiniň üýtgeýän temperatura işlemesini kabul etmelidigini kesgitleýär.
Reaksiýa deňagramlylygynyň çäklendirilmegi sebäpli, pes temperaturaly suw gazyna öwrülenden soň CO çuňňur öwrülse-de, onuň mukdary henizem takmynan 1% bolup, soňraky köp prosesleriň ulanylyş talaplaryny kanagatlandyryp bilmeýär. Senagatda ol adatça käbir himiki reaksiýalar arkaly aýrylýar. CO we O2-niň köp mukdarda wodorodyň gatnaşmagynda selektiw oksidleşmesi CO2-ni döredýär we wodorod bilen O2-niň reaksiýasy hem aňsat. Şonuň üçin proses reaksiýanyň temperaturasyna we katalizatoryň görnüşine berk baglydyr [29301].
Başga bir senagatlaşdyrylan proses, metan öndürmek üçin nikel esasly katalizatorda köp mukdarda bar bolan wodorod bilen CO2-ni gidrogenleşdirmekdir.
Suw gazynyň öwrülmeginden we CO aýrylmagyndan soň, gazyň esasy bölekleri H2 we CO2 bolýar. Sintetiki ammiak senagatynda ilki bilen CO2 bölünmeli. Bu CO2 indiki bölümde wodorod tarapyndan öndürilýän ammiak bilen reaksiýa girip, CO2-niň iň ýokary derejede ulanylmagyny üpjün etmek üçin ammonium bikarbonat, ammonium karbonat ýa-da karbamid we beýleki himiki dökünleri öndürip biler. Bu prosesde CO2 we H2 bölüniş tehnologiýasy, esasan, CO2-niň gaýtadan ulanylyp bilinmegini üpjün etmek üçin ulanylýar.
Proton membranaly ýangyç öýjükleri ýaly wodorod ulanylyşlary üçin CO2-niň ýerine diňe wodorod ulanylýar. CO2 peýdasyz zyňyndylara öwrülýär, ony beýleki minerallaşma prosesleri (meselem, azyk üçin niýetlenen kalsiý karbonatynyň önümçiligi) bilen utgaşdyrmak zerur bolup biler.
Şeýle-de bolsa, CO2-ni bölmegiň ähli proseslerinde, CO2-ni siňdirmek üçin organiki amin ýa-da metanol ulanmak has gowy usuldyr. Esasan hem metanol tarapyndan CO2-ni pes temperaturada siňdirmek prosesinde, köp gazlaryň eremegi pes temperaturada ýokary bolar. Diňe wodorodyň eremegi temperatura bilen çäklenmeýär we temperatura näçe pes bolsa, eremegi şonça-da pes bolýar. Ol H2-ni bölmek üçin gowy saýlama görkezýär.
CO2-ni dikeltmek prosesinde, wodorodyň öndürilişine zyýan ýetirmezligi üçin, prosesiň tygşytlylygyny üpjün etmek üçin CO bilen güýçli birleşip bilýän gymmat reagentleri (meselem, kaustik soda) ulanmakdan gaça durmaga synanyşyň.