hidrojen üretimi


Bu makaleyi arkadaşlarınla ​​paylaş:

hidrojen üreten teknik ve endüstriyel araçlar.

Anahtar Kelimeler: Hidrojen üretimi, sanayi, elektroliz, piroliz, reform, metal katalizörler, maliyetler, koşulları, sömürü.

Giriş

gelecek nesiller için bir enerji çözümü, hidrojen yeryüzündeki doğal halde değil ancak olduğu gibi çok şık, şimdi ve belki de yanlış düşündü.

Orada bu nedenle can Bir enerji kaynağı olarak kabul edilebilir olmayan (Fosil ya da yenilenebilir enerji aksine) ancak sadece bir enerji taşıyıcısı, Yani bir yol taşımak ya da enerji aktarmak için. likit petrol yakıtları hala yıllar önlerinde olması ne yazık ki, hidrojen enerjisi kullanımı ile ilgili kısıtlamalar, çoktur.

Ancak bu hususlar hidrojenin kullanılması yanı sıra, en bu makalenin konuya dönelim. Hidrojen yeryüzünde doğal haliyle yok çünkü Aslında, gerekli (ve özellikle olacak) kârlı üretim yöntemleri éconologiquement gelişir. İşte mevcut yöntemlerin genel bir bakış niteliğindedir.

uzaya fırlatma bilgi için: (saf H2 üzerinde çalışan marjinal yakıt hücreli araçların yanı sıra), şu anda hidrojen enerjisi sadece bir alanda kullanılmaktadır.

1) hammadde

Temelde hidrokarbonlar (doğal gaz) ve su.

2) Endüstriyel üretim.

H2O azaltma prensibi:
a) hidrokarbonlar, esas olarak doğal gaz,
b) Elektroliz,
c) C-.

dihidrojen ana kaynağı: 3) doğal gaz reform.

1970 yana, nafta reformasyon, genellikle doğal gaz ile değiştirilir.

a) İlke

Sentez gazı 800 olarak, buharla reformasyon üretilir - C ve 900 MPa ° 3,3, Ni kütlesi (süresine göre 10 16% çalma emdirilmiş alümin üzerinde nikel oksit katalizörünün varlığında, 8 10 yıl ömrü) reaksiyonuna göre:

CH4 + H2O <====> 3 2 + = K kJ tepki CO + 298 H206,1 Isıtma / mol

Reaksiyon, son derece endotermik enerji sürekli bir kaynağı gerektirir. Gaz karışımı katalizör içeren, dıştan ısıtılan borular içinden akar. çapı 500 10 cm (11 kadar) bir kaç yüz tüplerine on sırasına kaynaktan ve uzun bir fırın içinde yerleştirilir m. dönüştürüldükten sonra, sentez gazı reaksiyona girmeyen, metan hacimce 5 11% olarak içerir.

az Ni atomuna S atomunun 1 1000 katalizörü zehir için yeterli olan daha katalizörün NIS elde kükürt varlığında karşı çok hassastır. Doğalgaz 0,1 ppm S. olan kükürtten arındırılmış olmalıdır

dietanolamin bir sulu çözelti içinde emme ve ardından katalitik hidrojenasyon ile elde edilen prédésulfuration sonra (bölüm kükürt işlem gazı Lacq bakınız), yeni bir hidrojenasyon gerçekleştirilir için 350 - 400 ° C molibden katalizör mevcudiyetinde, karşılaştırın -cobalt veya molibden nikel, hidrojen sülfür, tüm sülfür bileşikleri dönüşümü. Hidrojen sülfid 380 sabitlenir - 400 ° C, çinko oksit reaksiyona uygun olarak:

H2S + ZnO ---> ZnS + H2O

b) sentez gazının kullanımlar) CO geri kazanımı olmadan amonyak (üretilmesi için:

İçerik NH2 oluşturan reaksiyonun stoykiyometrik miktarlarda, H3 ile diazotize edilir, öyle ki bir miktarda hava ekleyerek reformasyon ikincil sağlanmıştır. Hava Kalan O2 CH4 okside eder. Katalizör, nikel oksit dayanır.

CO sentez gazı daha sonra 2 adımda ek üretim CO2 H2 ile dönüştürülmesi, dönüştürülür. Bu durumda, bir gaz H70 bölgesinin 2 içeren%.

2 kJ / mol - CO + H2O <====> CO2 + H298 DRH = 41 °

- Için 320 - 370 ° C, demir oksit (Fe3O4) ve bakır-bazlı metal ilavesiyle krom oksit (Cr2O3) dayalı bir katalizör kullanılarak yapılmaktadır. Katalizör toz oksitler elde edilen pelet formunda veya 4 10 yaş ve üzeri hayatını spineller söz konusudur. Kalan CO hacimle 2 3% için ikinci bir aşamada dönüştürülür,

- Için 205 - 240 ° C alüminyum üzerinde (% kütle cinsinden 15 30), bakır oksit ve krom oksit ve çinko, 1 5 yıl hayatta dayalı bir katalizör kullanılarak yapılmaktadır. hacimce yaklaşık 0,2% kalıntı CO: Dönüşüm sonra.

- CO2 aminler 35 barlık bir çözelti içinde ya da bir potasyum karbonat çözeltisi içinde çözülerek çıkarılır. atmosfer basıncına genişlemesi, CO2 yayımlanan ve geri dönüşümlü çözümdür.

- Hidrojen sonra amonyak sentez için kullanılan

CO ve H2 geri kazanımı ile birlikte sentez gazının C) kullanın.

Reform asetik asit, formik asit, akrilik asit, fosgen ve izosiyanat üretimi için CO ilginç hammadde kaynağıdır.

Karbon dioksit ve kurutma çıkarılmasından sonra dihidrojen ve karbon monoksit ayrılır. Air Liquide iki kriyojenik süreçleri kullanır:

- Değiştiricileri ve CO yoğunlaşması ile soğutulması ile CO: 97-98% bir saflığa sahip olabilir ve H2 2 5% CO içermesi.

- Sıvı metan ile yıkanarak soğutulması ile CO: 98-99% bir saflığa sahip olabilir ve H2 sadece birkaç ppm CO içerir.

Örneğin, Pardies içinde Rhone-Poulenc (64) asetik asit birimi (14 800 m3 CO ve 32 290 m3 / saat H2 / saat) Acetex (Kanada) devir ve fosgen 1995 bu yöntemleri kullanarak SNPE Toulouse.

d) yüksek saflıkta elde edilmesi H2

elektronik, gıda işleme gibi uygulamalar, uzay itki dihidrojen çok yüksek saflıkta gerektirir. Bu aktive edilmiş karbon (PSA işlemi) yabancı maddelerin adsorpsiyonu ile arıtılır. Elde edilen saflık% 99,9999 daha büyük olabilir.

4) Elektroliz

- NaCI: H2 CO (28 kg ton başına H2 Cl2 arasında), dünya H3 bölgesinin 2% verir. Avrupa'da, dihidrojen yarıdan fazlası bu kaynaktan gelen endüstriyel gaz üreticileri tarafından dağıtılan.

- H2O Of: şu anda karlı değil. karlılık elektrik, 4,5 kWh / m3 H2 yaklaşık tüketimi ile bağlantılıdır. Küresel kurulu kapasite veya H33 ve 000 3 m2 / saat dünya H1 yaklaşık 2% verin.

Elektroliz, (iyon değişim reçinelerinin aktif karbonla süzme ve toplam demineralizasyonu) saf mevcut su kullanılarak, (% konsantrasyonu 25 için 40 arasında) bir sulu KOH çözeltisi kullanılarak gerçekleştirilir. direnç 2 104 W.cm. daha yüksek olmalıdır Katot Ni göre yüzey yatırma oluşumu ile yumuşak çelik aktive edilir. anot nikel kaplama ya da katı nikel olduğunu. en çok kullanılan diyafram asbest (chrysotile) 'dir. gerginlik 1,8 ve 2,2 V arasında 2,2 2,5 MW elektroliz yoluyla ulaşabilir güçtür.

kömür 5) piroliz H5 yaklaşık 2% içerir.

1100% CH1400 (kömür 60 t 2 gaz m25 verir) - kok üretimi (kömür gaz haline getirilmesi yöntemi, 4-1 ° C),% H300 3 bir gaz verir. Doğal gaz kullanımı H2 üretmek için yana, kok fırını gazı yanmış ve (Bölüm doğalgaz bakınız) açığa çıkan enerjiyi elde edilir.

6) Kömür gazlaştırma

Doğal gaz kullanımından önce H2 ana kaynağı. Artık Güney Afrika (Sasol) ve böylece sentetik yakıt üretimi için sentez gazı üretmek dışında artık kullanılır. Bu teknik şu anda bazı üretim birimleri için hariç karlı değildir: (Eastman-Kodak tarafından ABD) NH3 (Japonya), metanol (Almanya), asetik anhidrit bulunmaktadır.

- İlke: Su gaz veya sentez gazının oluşması, 1000 bölgesindeki C °

C + H2O <====> CO + H2
Reaksiyon entalpisi 298 ° K = + 131 kJ / mol

C yakma sıcaklığı korumak için bir üfleme O2 gerektirir endotermik reaksiyonu. Gaz bileşimi: 50% H2 - 40% CO.

CO dönüşüm ile H2 üretimini geliştirmek, yukarıya bakın.

- Teknik kullandı: gazlaştırma gazlaştırma (Lurgi).



Gelecekte, altı gazlaştırma kullanılabilir.

7) Diğer kaynaklar

- Reform ve petrol ürünlerinin katalitik çatlama.

- Nafta (etilen üretimi) buhar çatlama.

- Stiren üretimi (Atochem, Dow) den ürün ile: önemli bir kaynak.

- Air Liquide tarafından Kourou, Fransız Guyanası kullanılan metanol Kırma (Grande Paroisse süreci), Ariane uçuşlar için sıvı hidrojen (10 milyon L / yıl) üretmek için.

- Petrol fraksiyonları (Shell ve Texaco süreçleri) Kısmi oksidasyon.

- Amonyak üretim birimlerinde Temizle gazı.

- Biyokimyasal tepkimeler ile mikro-organizmalar. Mikro-yosun ile örneğin: Chlamydomonas verim hala oldukça düşük ama güncel araştırma umut vericidir. Daha fazla bilgi burayı tıklayın. Ama dikkat: okyanus besin zincirinin dibinde organizmalar üzerinde genetik değişiklikler risksiz değildir ...


Facebook comments

YORUM BIRAKIN

E-posta adresiniz gösterilmeyecektir. Doldurulması zorunlu alanlar * ile işaretlenmiştir *