Метод тонкой каталитической очистки газов от СО и С02 основан на следующих обратимых экзотермических реакциях гидрирования:
Данные реакции принято называть по продукту гидрирования процессами метанирования СО и СО2
2CO + 2H2 = CH4 + CO2
CO + H2O = CO2 + H2
2CO = CO2 + C
CO + H2 = H2O + C
CH4 = 2H2 +C
Из приведенных уравнений реакций и можно определить равновесные парциальные давления оксида и диоксида углерода в газе
В условиях большого избытка водорода, когда изменением его парциального давления при протекании реакций можно пренебречь, равновесные парциальные давления оксида и диоксида углерода можно определить по уравнениям :
Теоретически возможная степень превращения и остаточная концентрация удаляемого из газовой смеси компонента определяются условиями равновесия основных реакций и константы равновесия и тепловые эффекты которых приведены в табл. III,100 и III,101
реакция |
реакция | ||||
(Ш.53) |
(II1.54) |
(Ш.53) |
(III.54) | ||
0 298,16 300 400 500 |
192,1 206,3 206,4 210,8 214,7 |
151,7 .165,1 165,2 170,2 174,8 |
600 700 800 900 1000 |
218,0 220,6 222,8 224,5 225,7 |
179,1 182,8 185,9 188,7 190,9 |
Ключевые реакции, протекающие в большом избытке водорода, можно рассматривать как практически необратимые при температурах ниже 300—400 °С Таким образом, методом каталитического гидрирования можно достичь весьма высоких степеней очистки газов.
Метанирование осуществляется в адиабатическом режиме, так как тепловые потери из реактора с хорошей теплоизоляцией ничтожно малы по сравнению с количеством выделяющегося тепла.
На рис. 1 показана зависимость повышения температуры в реакторе (Д^) от исходных концентраций примесей для азотоводородной смеси типичного состава.
Рисунок 1- зависимость повышения температуры в реакторе от исходных концентраций примесей.
Процессы гидрирования СО и СО2 протекают в присутствии одинаковых или сходных катализаторов, причем очистку от указанных компонентов совмещают в одном аппарате.
Катализаторы тонкой очистки водородсодержащих газов от оксидов углерода как при совместном, так и раздельном присутствии в газе удаляемых компонентов можно разделить на три группы: никелевые, железные и на основе металлов платиновой группы. Высокой активностью в реакции метанирования обладают платиновые металлы.Так, выпускаются катализаторы, содержащие рутений на оксиде алюминия. Используются также платиновые и рубидиевые катализаторы. Эти катализаторы могут работать при довольно низких температурах, не требуют предварительного восстановления, не пирофорны, их не нужно пассивировать перед выгрузкой. Однако они слишком дороги для применения на крупных аммиачных установках.
Физические свойства и нахождение в природе
Монокарбоновые кислоты ряда бензола — бесцветные кристаллические вещества с температурой плавления выше 100 °С. Кислоты с пара-положением заместителей плавятся при значительно более высоких температурах, чем их изомеры. Ароматические кислоты кипят при несколько более высоких и плавятся при значител ...
Мартен и конвертер
Генри Бессемер был механиком, вдобавок без систематического образования. Он изобретал, что придется: машинку для гашения марок, нарезную пушку, различные механические приспособления. Бывал он и на металлургических заводах, наблюдал за работой пудлинговщиков. У Бессемера появилась мысль переложить э ...
Современное технологическое оформление процесса
Все вышеперечисленные процессы пиролиза изобретены давно. В настоящее время существует много разработок, которые позволяют увеличить выход целевых продуктов, улучшить качество продукции, а также снизить затраты. В данной работе я приведу два примера таких разработок. В первом случае ( приложение А) ...
Алхимия - своеобразное явление культуры, особенно широко распространённое в Западной Европе в эпоху позднего средневековья. Слово «алхимия» производят от арабского алькимия, которое восходит к греческому chemeia, от cheo — лью, отливаю.