প্রযুক্তি এবং হাইড্রোজেন উত্পাদনের মাধ্যম।

কী শব্দ: হাইড্রোজেন প্রজন্ম, শিল্প, ইলেক্ট্রোলাইসিস, পাইলাইসিস, সংস্কার, ধাতু অনুঘটক, খরচ, শর্ত, অপারেশন।

ভূমিকা

আজ খুব ফ্যাশনেবল এবং সম্ভবত ভুলভাবে ভবিষ্যতের প্রজন্মের জন্য একটি শক্তি সমাধান হিসাবে বিবেচিত, হাইড্রোজেন তবুও পৃথিবীতে তার আদি রাষ্ট্রে নেই।

সে পারবে না শক্তির উত্স হিসাবে বিবেচনা করা হয় না (জীবাশ্ম বা পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি বিপরীত) কিন্তু সহজভাবে হিসাবে একটি শক্তি ভেক্টরঅর্থাত্ শক্তি পরিবহনের বা স্থানান্তর করার একটি মাধ্যম। দুর্ভাগ্যক্রমে, এনার্জেটিক হাইড্রোজেন ব্যবহারের সাথে জড়িত প্রতিবন্ধকতাগুলি অনেক, তরল পেট্রোলিয়াম জ্বালানীর তুলনায় এখনও তাদের ভাল বছর রয়েছে।

তবে, হাইড্রোজেন ব্যবহার সম্পর্কিত এই বিবেচনাগুলি ছাড়াও আসুন এই নিবন্ধের বিষয়টিতে আসা যাক। প্রকৃতপক্ষে, যেহেতু হাইড্রোজেন পৃথিবীতে প্রাকৃতিক আকারে অস্তিত্বহীন, তাই পরিবেশগতভাবে লাভজনক উত্পাদন পদ্ধতিগুলি বিকাশ করার জন্য এটি প্রয়োজনীয় ছিল (এবং সর্বোপরি এটি প্রয়োজনীয় হবে)। এখানে বর্তমান পদ্ধতির একটি ওভারভিউ দেওয়া হল।

তথ্যের জন্য, বর্তমানে হাইড্রোজেন শক্তি (খাঁটি এইচ 2 এ চলমান প্রান্তিক জ্বালানী কোষের যানবাহন ছাড়াও) কেবলমাত্র একটি অঞ্চলে ব্যবহৃত হয়: স্পেস লঞ্চার্স।

1) কাঁচামাল

মূলত হাইড্রোকার্বন (প্রাকৃতিক গ্যাস) এবং জল।

2) শিল্পকৌশল উত্পাদন।

দ্বারা H2O হ্রাস নীতি:
(ক) হাইড্রোকার্বন, প্রধানত প্রাকৃতিক গ্যাস,
খ) ইলেক্ট্রোলাইসিস,
(গ) কার্বন।

3) প্রাকৃতিক গ্যাস সংস্কার: ডাইহাইড্রোজেন প্রধান উৎস।

1970 থেকে, নেফথা সংস্কার সাধারনত প্রাকৃতিক গ্যাসের দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়।

একটি) নীতি

সংশ্লেষ গ্যাস 800- 900 with C এবং 3,3 MPa এ, বাষ্প সংস্কার দ্বারা উত্পাদিত হয়, Ni এর ভর দ্বারা 10 থেকে 16% দিয়ে জরায়ুতে প্রজনিত এলুমিনা রিংগুলিতে নিকেল অক্সাইডের উপর ভিত্তি করে অনুঘটকটির উপস্থিতিতে ( আজীবন 8 থেকে 10 বছর পর্যন্ত) এবং প্রতিক্রিয়ার উপর নির্ভর করে:

সিএইচ 4 + এইচ 2 ও <====> সিও + 3 এইচ 2 298 ° কে = + 206,1 কেজে / মোল এ প্রতিক্রিয়ার এনটহ্যালপি

প্রতিক্রিয়া, খুব এন্ডোথেরমিক, একটানা শক্তি সরবরাহ প্রয়োজন। গ্যাসের মিশ্রণটি টিউবগুলিতে আবর্তিত হয়, বাহ্যিকভাবে উত্তপ্ত হয়, অনুঘটকটি ধারণ করে। দশ থেকে কয়েক শতাধিক টিউবগুলির ক্রমে (500 অবধি) 10 সেমি ব্যাস এবং 11 মিটার লম্বা একটি চুলায় রাখা হয়। সংস্কারের পরে, সংশ্লেষণ গ্যাসে আনভার্ভার্টেড মিথেনের পরিমাণ অনুযায়ী 5 থেকে 11% থাকে।

অনুঘটকটি সালফারের উপস্থিতির জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল যা নিস দেয়: 1 Ni পরমাণুর জন্য 1000 S এর কম পারমাণবিক শক্তি অনুঘটককে বিষাক্ত করতে যথেষ্ট। প্রাকৃতিক গ্যাসটি 0,1 পিপিএম এস এর চেয়েও কম হতে হবে

ডায়েথানোলামিনের জলীয় দ্রবণে শোষণের পরে অনুঘটক হাইড্রোজেনেশনের মাধ্যমে প্রাপ্ত প্রাক-ডস্লফারাইজেশন (সালফার অধ্যায়টিতে ল্যাক গ্যাসের চিকিত্সা দেখুন), মলিবডেনাম অনুঘটকগুলির উপস্থিতিতে প্রায় 350 - 400 ডিগ্রি সেলসিয়াসে একটি নতুন হাইড্রোজেনেশন সঞ্চালিত হয় allows -কোবাল্ট বা মলিবেডেনাম-নিকেল, সমস্ত সালফার যৌগকে হাইড্রোজেন সালফাইডে রূপান্তর করতে। প্রতিক্রিয়া অনুসারে জিংক অক্সাইডে হাইড্রোজেন সালফাইড প্রায় 380 - 400 ° C স্থির করা হয়:

H2S + ZnO –––> ZnS + H2O

খ) অ্যামোনিয়া উত্পাদন করতে সংশ্লেষণ গ্যাসের ব্যবহার (সিও পুনরুদ্ধার ব্যতীত):

এনএইচ 2 গঠনের জন্য প্রতিক্রিয়াটির স্টিচাইওমিট্রিক অনুপাতে এইচ 3 সহ নাইট্রোজেনের পরিমাণ যে পরিমাণে বায়ু যুক্ত করে একটি গৌণ সংস্কার করা হয়। বায়ু থেকে ও 2 বাকি সিএইচ 4 জারণ করে। ব্যবহৃত অনুঘটক নিকেল অক্সাইডের উপর ভিত্তি করে তৈরি।

সংশ্লেষণ গ্যাসের CO তারপর রূপান্তরিত করে, XXX পদক্ষেপগুলিতে H2 এর অতিরিক্ত উত্পাদন সহ CO2 রূপান্তর করা হয়। H2 এর 70% ধারণকারী একটি গ্যাস এইভাবে প্রাপ্ত হয়।

CO + H2O <====> CO2 + এইচ 2 ড্রএইচ ° 298 = - 41 কেজে / মোল

- 320 এ - 370 ° C আয়রন অক্সাইড (Fe3O4) এবং ক্রোমিয়াম অক্সাইড (CR2O3) উপর ভিত্তি করে তামা ভিত্তিতে ধাতব সংযোজন সহ অনুঘটক। অনুঘটকটি গুঁড়ো অক্সাইড বা স্পিনেল থেকে প্রাপ্ত ছোঁড়া আকারে, এর আয়ু 4 থেকে 10 বছর এবং আরও বেশি। 2 থেকে 3% অবশেষ সিও এর পরিমাণ অনুসারে দ্বিতীয় ধাপে রূপান্তরিত হয়,

- 205 এ - 240 ডিগ্রি সেলসিয়াস সাথে তামার অক্সাইড (ভর দ্বারা 15 থেকে 30%) এবং ক্রোমিয়াম এবং জিংক অক্সাইডের উপর ভিত্তি করে অনুঘটক 1, 5 বছর অবধি। রূপান্তরের পরে: ভলিউম অনুসারে প্রায় 0,2% এর অবশিষ্ট CO CO

- সিও 2 35 বারে অ্যামাইনসের দ্রবণে বা পটাসিয়াম কার্বোনেটের দ্রবণে দ্রবীভূত হওয়ার মাধ্যমে নির্মূল করা হয়। বায়ুমণ্ডলীয় চাপে প্রসারণ দ্বারা, সিও 2 মুক্তি হয় এবং সমাধানটি পুনর্ব্যবহার করা হয়।

- তখন ডিহাইড্রোজেন অ্যামোনিয়া সংশ্লেষিত করতে ব্যবহৃত হয়

গ) CO এবং H2 পুনরুদ্ধারের সাথে সংশ্লেষণ গ্যাস ব্যবহার করুন।

সংস্কার হচ্ছে এসিটিক অ্যাসিড, ফর্মিক অ্যাসিড, এক্রাইলিক অ্যাসিড, ফসজিন এবং আইসোকায়ানেট তৈরির জন্য সিও কাঁচামালগুলির একটি আকর্ষণীয় উত্স।

কার্বন ডাই অক্সাইড বর্তমান এবং শুকনো অপসারণের পরে, ডাইহাইড্রোজেন এবং কার্বন মনোক্সাইড পৃথক করা হয়। এয়ার লিকাইড দুটি ক্রিজনীয় প্রক্রিয়া ব্যবহার করে:

- এক্সচেঞ্জারগুলিতে শীতলকরণ এবং সিওয়ের ঘনত্বের মাধ্যমে: সিওর শুদ্ধি 97-98% এবং এইচ 2 এর 2 থেকে 5% সিও থাকে।

- তরল মিথেন দিয়ে ধুয়ে ঠান্ডা করে: সিও এর বিশুদ্ধতা 98-99%, এবং এইচ 2-তে কেবল কয়েকটি পিপিএম থাকে।

উদাহরণস্বরূপ, পার্ডিসে রহেন-পাউলেঙ্ক এসিটিক অ্যাসিড ইউনিট ()৪) (সিওর 64 এম 14 / ঘন্টা এবং 800 এম 3 / ঘন্টা এইচ 32) 290 সালে এসেটেক্স (কানাডা) এবং ফসজিনের কাছ থেকে নেওয়া টুলুজের এসএনপিই এই প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করে।

ঘ) উচ্চ বিশুদ্ধতা H2 প্রাপ্ত

ইলেক্ট্রনিক্স, খাবার, স্পেস প্রোপালনের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য খুব উচ্চ বিশুদ্ধ হাইড্রোজেন প্রয়োজন। এটি অ্যাক্টিভেটেড কার্বন (পিএসএ প্রক্রিয়া) এর অমেধ্যগুলির সংশ্লেষ দ্বারা বিশুদ্ধ করা হয়। প্রাপ্ত বিশুদ্ধতা 99,9999% এর চেয়ে বেশি হতে পারে।

4) ইলেক্ট্রোলিসিস

- নাসিএল: এইচ 2 সহ-উত্পাদিত (ক্লোন 28 প্রতি টন 2 কেজি H2) বিশ্বের এইচ 3 এর 2% দেয়। ইউরোপে, শিল্প গ্যাস উত্পাদকদের দ্বারা বিতরণ করা অর্ধেকেরও বেশি হাইড্রোজেন এই উত্স থেকে আসে।

- এইচ 2 ও: বর্তমানে লাভজনক নয়। লাভজনকতা বিদ্যুতের ব্যয়ের সাথে যুক্ত, খরচ প্রায় 4,5 কিলোওয়াট / এম 3 এইচ 2। গ্লোবাল ইনস্টলড সক্ষমতা, অর্থাৎ H33 / ঘন্টা এর 000 এম 3, গ্লোবাল এইচ 2 এর প্রায় 1% দেয়।

বিশুদ্ধতম সম্ভব জল (অ্যাক্টিভেটেড কার্বনের উপর পরিস্রাবণ এবং আয়ন এক্সচেঞ্জ রেজিন দ্বারা মোট ডেমিনেরালাইজেশন) ব্যবহার করে জলীয় কেওএইচ দ্রবণ (25 থেকে 40% ঘনত্ব) ব্যবহার করে বৈদ্যুতিক বিশ্লেষণ বাহিত হয়। প্রতিরোধ ক্ষমতা অবশ্যই ২,১০৪ ডাব্লু সিএম এর চেয়ে বেশি হতে হবে। ক্যাথোডটি হালকা ইস্পাত দিয়ে তৈরি করা হয় যা নী এর উপর ভিত্তি করে একটি পৃষ্ঠের আমানত গঠনের মাধ্যমে সক্রিয় হয়। অ্যানোড নিকেল-ধাতুপট্টাবৃত ইস্পাত বা শক্ত নিকেল দিয়ে তৈরি। সর্বাধিক ব্যবহৃত ডায়াফ্রাম হ'ল অ্যাসবেস্টস (ক্রাইসোটাইল)। ভোল্টেজটি 2 থেকে 104 ভি এর মধ্যে elect বৈদ্যুতিন বিদ্যুতের প্রতি শক্তি 1,8 থেকে 2,2 মেগাওয়াটে পৌঁছতে পারে।

5) কয়লা বিশুদ্ধতা যা প্রায় 5% H2 থাকে।

কোক উত্পাদন (কয়লা থেকে উদ্বায়ী পদার্থ সরিয়ে 1100-1400 ডিগ্রি সেলসিয়াসে) 60% এইচ 2 - 25% সিএইচ 4 (কয়লার 1 টি 300 এম 3 গ্যাস দেয়) এ গ্যাস দেয়। এইচ 2 উত্পাদনের জন্য প্রাকৃতিক গ্যাস ব্যবহার করার পরে, কোকিং গ্যাস পুড়ে যায় এবং ছেড়ে দেওয়া শক্তি পুনরুদ্ধার হয় (প্রাকৃতিক গ্যাসের অধ্যায়টি দেখুন)।

6) কয়লা গ্যাসীকরণ

প্রাকৃতিক গ্যাস ব্যবহারের আগে এইচ 2 এর প্রধান উত্স। দক্ষিণ আফ্রিকা (সাসল সংস্থা) ব্যতীত বর্তমানে এটি আর ব্যবহার করা হয় না যা সিনথেটিক জ্বালানী তৈরির উদ্দেশ্যে তৈরি সংশ্লেষণ গ্যাস উত্পাদন করে। এই কৌশলটি বর্তমানে কয়েকটি উত্পাদন ইউনিট ব্যতীত লাভজনক নয়: এনএইচ 3 (জাপান), মিথেনল (জার্মানি), এসিটিক অ্যানহাইড্রাইড (আমেরিকা যুক্তরাষ্ট্র, ইস্টম্যান-কোডাক দ্বারা নির্মিত)।

- মূলনীতি: 1000 ডিগ্রি সেলসিয়াসে জল বা সিঙ্গাস দিয়ে গ্যাস গঠন formation

সি + এইচ 2 ও <====> সিও + এইচ 2
298 ° K = + 131 কেজে / মোল এ প্রতিক্রিয়া এর Enthalpy

এন্ডোথার্মিক বিক্রিয়া যাতে কার্বন জ্বালিয়ে তাপমাত্রা বজায় রাখতে O2 বিস্ফোরণের প্রয়োজন হয়। গ্যাস রচনা: 50% এইচ 2 - 40% সিও।

সিও রূপান্তর দ্বারা H2 উত্পাদন উন্নতি, উপরে দেখুন।

- প্রযুক্তি ব্যবহার: গ্যাসিফায়ারগুলিতে গ্যাসীকরণ (লুরগি)।

ভবিষ্যতে, ভূগর্ভস্থ গ্যাসীয়করণ ব্যবহার করা যেতে পারে।

7) অন্যান্য উত্স

- পেট্রোলিয়াম পণ্যগুলির সংস্কার এবং অনুঘটক ক্র্যাকিং।

- নেফথার স্টিম ক্র্যাকিং (ইথিলিনের উত্পাদন)।

- স্টায়রিন তৈরির উপ-পণ্য (এলফ এটোকেম, ডাউ): গুরুত্বপূর্ণ উত্স।

- মিথেনল ক্র্যাকিং (গ্র্যান্ডে প্যারোইসেস প্রক্রিয়া): এয়ার লিকাইডের দ্বারা ফ্রেঞ্চ গায়ানার করৌতে আরিয়েনের ফ্লাইটের জন্য তরল হাইড্রোজেন (১০ মিলিয়ন এল / বছর) উত্পাদন করতে ব্যবহৃত হয়।

- পেট্রোলিয়াম কাটগুলির আংশিক জারণ (শেল এবং টেক্সাকো প্রক্রিয়া)।

- অ্যামোনিয়া উত্পাদন ইউনিট থেকে গ্যাস মুছে ফেলুন।

- জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়া দ্বারা অণুজীব। উদাহরণস্বরূপ একটি মাইক্রো-অ্যালগা সহ: ক্ল্যামিডোমোনাসের ফলন এখনও বেশ কম তবে বর্তমান গবেষণা আশাব্যঞ্জক। অধিক তথ্য, এখানে ক্লিক করুন। তবে সাবধান থাকুন: মহাসাগরীয় খাদ্য শৃঙ্খলের গোড়ায় জীবগুলিতে জিনগত পরিবর্তনগুলি ঝুঁকিবিহীন নয় ...