پانی کی گیس سے ہائیڈروجن کی پیداوار

سنگاس پیدا کرنے کے کسی بھی صنعتی عمل میں، یہ CO کو ہائیڈروجن میں تبدیل کرنے کے لیے پانی کی گیس کی تبدیلی کے رد عمل کی پیش رفت کو استعمال کرنے کے لیے ایک لازمی کڑی ہے۔
یہ رد عمل ایک الٹ جانے والا ایکزتھرمک ردعمل ہے۔ درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، متعلقہ توازن کی تبدیلی اتنی ہی کم ہوگی۔ ایک ہی وقت میں، یہ ردعمل ایک عام اتپریرک ردعمل ہے. جب کوئی اتپریرک نہ ہو تو 700 پر رد عمل ظاہر کرنا مشکل ہوتا ہے۔ اتپریرک کی موجودگی میں رد عمل کا درجہ حرارت بہت کم ہوجاتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت کی شفٹ کیٹیلیسٹ کا استعمال کرتے وقت، رد عمل کا درجہ حرارت 300 ~ 500 ° C؛ جب کم درجہ حرارت کی شفٹ کیٹالسٹ استعمال کی جاتی ہے تو رد عمل کا درجہ حرارت 200-400 ° C (ٹیبل 22) ہوتا ہے۔ چونکہ رد عمل ایک isomolecular ردعمل ہے، دباؤ کا رد عمل کے توازن پر کوئی اثر نہیں ہوتا ہے، لیکن دباؤ کا عمل پیداوار کی شدت اور رد عمل کی شرح کو بہتر بنا سکتا ہے۔
رد عمل کے ابتدائی مرحلے میں، عمل توازن کی حد سے دور ہے اور حرکیات کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ درجہ حرارت میں اضافہ ردعمل کی شرح کو بہت بہتر بنا سکتا ہے اور عمل کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ ردعمل کے بعد کے مرحلے میں، عمل کی تبدیلی thermodynamic توازن کی طرف سے محدود ہے. اعلی درجہ حرارت پر تھرموڈینامک توازن کی تبدیلی نسبتاً کم ہے۔ لہذا، رد عمل کے بعد کے مرحلے میں، CO کی تبدیلی کو بہتر بنانے کے لیے کم درجہ حرارت کے آپریشن کو اپنایا جانا چاہیے۔ عمل کی تھرموڈینامک اور حرکی خصوصیات اس بات کا تعین کرتی ہیں کہ CO کی تبدیلی کے عمل کو متغیر درجہ حرارت کے عمل کو اپنانا چاہیے۔
رد عمل کے ابتدائی مرحلے میں، عمل توازن کی حد سے دور ہے اور حرکیات کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ درجہ حرارت میں اضافہ ردعمل کی شرح کو بہت بہتر بنا سکتا ہے اور عمل کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ ردعمل کے بعد کے مرحلے میں، عمل کی تبدیلی thermodynamic توازن کی طرف سے محدود ہے. اعلی درجہ حرارت پر تھرموڈینامک توازن کی تبدیلی نسبتاً کم ہے۔ لہذا، رد عمل کے بعد کے مرحلے میں، CO کی تبدیلی کو بہتر بنانے کے لیے کم درجہ حرارت کے آپریشن کو اپنایا جانا چاہیے۔ عمل کی تھرموڈینامک اور حرکی خصوصیات اس بات کا تعین کرتی ہیں کہ CO کی تبدیلی کے عمل کو متغیر درجہ حرارت کے عمل کو اپنانا چاہیے۔
رد عمل کے توازن کی پابندی کی وجہ سے، اگرچہ کم درجہ حرارت والے پانی کی گیس کی تبدیلی کے بعد CO کو گہرائی سے تبدیل کیا جاتا ہے، لیکن اس کا مواد اب بھی تقریباً 1% ہے، جو بعد میں ہونے والے بہت سے عمل کے استعمال کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا۔ صنعت میں، یہ عام طور پر کچھ کیمیائی رد عمل کی طرف سے ہٹا دیا جاتا ہے. ہائیڈروجن کی ایک بڑی مقدار کی موجودگی میں CO اور O2 کا سلیکٹیو آکسیڈیشن CO2 پیدا کرتا ہے، اور ہائیڈروجن اور O2 کا رد عمل کرنا بھی آسان ہے۔ لہذا، عمل سختی سے رد عمل کے درجہ حرارت اور اتپریرک کی قسم پر منحصر ہے [29301]۔
ایک اور صنعتی عمل CO کا ہائیڈروجنیشن ہے جس میں موجودہ ہائیڈروجن کی ایک بڑی مقدار براہ راست نکل پر مبنی کیٹیلسٹ پر میتھین پیدا کرنے کے لیے ہے۔
پانی کی گیس کی تبدیلی اور CO کو ہٹانے کے بعد، گیس کے اہم اجزاء H2 اور CO2 بن جاتے ہیں۔ مصنوعی امونیا کی صنعت میں، CO2 کو پہلے الگ کرنے کی ضرورت ہے۔ یہ CO2 بعد کے حصے میں ہائیڈروجن سے پیدا ہونے والے امونیا کے ساتھ رد عمل کا اظہار کرتے ہوئے امونیم بائ کاربونیٹ، امونیم کاربونیٹ یا یوریا اور دیگر کیمیائی کھادیں پیدا کر سکتے ہیں تاکہ CO2 کے زیادہ سے زیادہ استعمال کا احساس ہو سکے۔ اس عمل میں، CO2 اور H2 کی علیحدگی کی ٹیکنالوجی بنیادی طور پر اس بات کو یقینی بنانا ہے کہ CO2 کو دوبارہ استعمال کیا جا سکے۔
ہائیڈروجن ایپلی کیشنز جیسے پروٹون جھلی ایندھن کے خلیات کے لیے، CO2 کے بجائے صرف ہائیڈروجن کا استعمال کیا جاتا ہے۔ CO2 بیکار اخراج بن جاتا ہے، جسے دیگر معدنیات کے عمل (جیسے فوڈ گریڈ کیلشیم کاربونیٹ کی پیداوار) کے ساتھ ملانے کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔
تاہم، CO2 کی علیحدگی کے تمام عملوں میں، CO2 کو جذب کرنے کے لیے نامیاتی امائن یا میتھانول کا استعمال کرنا ایک بہتر طریقہ ہے۔ خاص طور پر کم درجہ حرارت پر میتھانول کے ذریعے CO2 جذب کرنے کے عمل میں، بہت سی گیسوں کی حل پذیری کم درجہ حرارت پر زیادہ ہو جائے گی۔ صرف ہائیڈروجن کی حل پذیری درجہ حرارت سے محدود نہیں ہے، اور درجہ حرارت جتنا کم ہوگا، حل پذیری اتنی ہی کم ہوگی۔ یہ H2 علیحدگی کے لیے اچھی سلیکٹیوٹی کو ظاہر کرتا ہے۔
CO2 کی بازیافت کے عمل میں، ہائیڈروجن کی پیداوار کو پہنچنے والے نقصان سے بچنے کی بنیاد پر، مہنگے ری ایجنٹس (جیسے کاسٹک سوڈا) کے استعمال سے گریز کرنے کی کوشش کریں جو CO کے ساتھ مضبوطی سے مل سکتے ہیں، تاکہ عمل کی معیشت کو یقینی بنایا جا سکے۔