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溫度傳感器(qì)在水(shuǐ)煤氣變換反應和(hé)催化(huà)劑還(hái)原過程中的(de)關鍵作(zuò)用(yòng)

發表時(shí)間(jiān)：2022-12-05 10:53:23【小(xiǎo)中大(dà)】

合成氣工(gōng)廠(chǎng)需要(yào)精确，可(kě)靠的(de)溫度傳感器(qì)來(lái)正确π監控許多(duō)過程。這(zhè)些(xiē)包括水(shuǐ)煤氣變換反應和(hé)還(hái)原銅催化(huà)劑的(de)方法。‍如(rú)果溫度超出建議(yì)範圍，則結果将導緻次優反應速率，縮短(duǎn)的(de)催化(huà)劑壽命以及在極端情況下(xià)導緻反應器(qì)故障。

合成氣（合成氣）是(shì)30–60％一(yī)氧化(huà)碳（CO），25–30％氫氣（H 2）和(hé)5–15％二氧化(huà)碳（CO 2）與殘留的(de÷)水(shuǐ)和(hé)甲烷（CH 4）的(de)混合物(wù)。合成氣的(de)生(shēng)産和(εhé)純化(huà)涉及一(yī)系列熱(rè)化(huà)學過程，這(zhè)些(xiē)過程高(gāo)度依賴于正确的(de)溫δ度測量和(hé)監控，這(zhè)需要(yào)一(yī)個(gè)準确而可(kě)靠的(de)溫度傳感器(qì)。
氫是(shì)這(zhè)種高(gāo)價值中間(jiān)産品的(de)理(lǐ)想産品。因此，一(yī)氧化(huà)碳的(de)百δ分(fēn)比越高(gāo)，合成氣的(de)價值就(jiù)越低(dī)。此外(wài)，CO對(duì)許多(duō)催化(huà)劑有(yǒu)毒，難以去(qù)除。（C O 2 也(yě)會(huì)使催化(huà)劑中毒，但(dàn)更易于去(qù)除。）
水(shuǐ)煤氣變換反應
“水(shuǐ)氣”和(hé)“合成氣”基本上(shàng)是(shì)相(xiàng)同的(de)産品： 通(tōγng)過将蒸汽添加到(dào)熱(rè)碳基原料中而産生(shēng)的(de)CO和(hé)H 2的(de)混合物(wù)。很(hěn)早于1828年(nián)創建的(±de)水(shuǐ)煤氣是(shì)較舊(jiù)的(de)術(shù)語。由此我們得(de)到(dào)術(shù)語水(shuǐ)煤氣變換（WGS）反應，該過程是(sh‍ì)在水(shuǐ)，催化(huà)劑和(hé)大(dà)約400°F至900°F（204°C至200°F）的(de)溫度下(xià)，将一(yī)氧化(huà)碳轉化(h∏uà)為(wèi)二氧化(huà)碳和(hé)氫氣的(de)過程。 482°C）。WSG工(gōng)藝是(shì)放(fàng)熱(rè)的(de)，并受到(dào)較™低(dī)溫度的(de)青睐。
CO + H 2 ö ↔CO 2 + H 2                &nb≠sp;         Δ H = -41.1 KJ摩爾-1
為(wèi)了(le)減少(shǎo)CO的(de)量并生(shēng)成額外(wài)的(de)H 2，将合成氣通(tōng)過一(yī)系列WGS反應器(qì)。然後，現(xiàn)​在富含氫氣但(dàn)還(hái)富含二氧化(huà)碳的(de)物(wù)流可(kě)以通(tōng)過液态CO 2 去(qù)除系統和(hé)甲烷化(huà)器(qì)或"變壓吸收器(qì)進行(xíng)進一(yī)步純化(huà)。
高(gāo)溫變換反應器(qì)
個(gè)轉變通(tōng)常是(shì)高(gāo)溫反應器(qì)，該反應器(qì)使用(yòng)鐵(tiě)基催化(•huà)劑将CO大(dà)量轉化(huà)為(wèi)CO 2。在此階段，必須有(yǒu)一(yī)個(gè)精确的(de)溫度傳感器(qì)，以确保放(fàng)熱(rè)過程中産生(shēngε)的(de)熱(rè)量不(bù)會(huì)不(bù)利地(dì)影(yǐng)響反應速度。太高(gāo)的(de)溫度也(yě)會(huì)損"壞設備。
低(dī)溫變換反應器(qì)
低(dī)溫反應器(qì)通(tōng)常跟随高(gāo)溫反應器(qì)。低(dī)溫變換（LTS）反應器(qì)使用(yòng)銅基催化(huà)劑。銅比鐵(tiě)具有(yǒu)更強的(d‍e)活性，并且在低(dī)得(de)多(duō)的(de)溫度下(xià)可(kě)以使CO轉化(huà)率很(hěn)大(dà)化(huà)。常規的(de)銅催∞化(huà)劑對(duì)高(gāo)溫敏感。為(wèi)防止銅燒結和(hé)催化(huà)劑老(lǎo)化(huà)，反應器(qì)溫度不(bù)應超過500 ° F（260 ° ™C）。
減少(shǎo)催化(huà)劑
用(yòng)于LTS反應的(de)銅催化(huà)劑通(tōng)常以氧化(huà)物(wù)形式運輸，使用(yòng)前需要(yào)還(hái)原。為α(wèi)了(le)還(hái)原和(hé)活化(huà)該催化(huà)劑，将氫氣滴入反應器(qì)中并©與氧化(huà)銅（CuO）混合以生(shēng)産銅和(hé)水(shuǐ)。
CuO + H 2- > Cu + H 2 OΔH= -80.8 kJ mol-1
同時(shí)，操作(zuò)人(rén)員(yuán)必須監視(shì)降溫波和(hé)廢水(shuǐ)的(de)成分(fēn)。該過程通(tōng)常以氫氣浸泡完成以完成還(hái)原。
還(hái)原反應是(shì)放(fàng)熱(rè)的(de)。更多(duō)的(de)氫進入反應器(qì)意味著(zhe)更快(k®uài)地(dì)還(hái)原銅，但(dàn)是(shì)還(hái)會(huì)産生(shēng)更多(duō)的(de)熱(rè)量。氫氣過快(kuài)會(huì)導緻催化(huà)劑Ω過熱(rè)，使其失活更快(kuài)。熱(rè)量過多(duō)也(yě)會(huì)損壞反應器(qì)。在極端情況下(xià)，↕如(rú)果溫度超過容器(qì)的(de)冶金(jīn)極限，則可(kě)能(néng)會(huì)發生(sh&ēng)災難性故障。
如(rú)何确定需要(yào)哪個(gè)溫度傳感器(qì)
在進行(xíng)水(shuǐ)煤氣變換和(hé)催化(huà)劑還(hái)原過程時(shí)，了(le)解所用(yòng)溫度測量系統的(de)局限性↓至關重要(yào)。
不(bù)同類型的(de)測量系統的(de)響應時(shí)間(jiān)會(huì)有(yǒu)所不(bù)同，并且在調整原料流量時(shí)必須将其考慮在內(nèi)，因為♥(wèi)溫度傳感器(qì)不(bù)會(huì)立即傳遞催化(huà)劑床中的(de)溫度變化(huà)。Pipewells和(hé)熱(rè)電(diàn)偶套管更長(cháng)采取對(d↔uì)溫度變化(huà)（≥60秒(miǎo)）比柔性的(de)，獨立的(de)熱(rè)電(diàn)偶像響應Gayesco的(de)Flex-R ®（4-8秒(miǎo)）。
還(hái)需要(yào)考慮準确性和(hé)校(xiào)準。反應堆內(nèi)部的(de)多(duō)個(gè)測量點可(kě)更好(hǎo)地(→dì)反映反應波。但(dàn)是(shì)，即使實際溫度相(xiàng)同，兩個(gè)不(bù)同點的(de)測量值也(yě)可(kě)能(n≠éng)會(huì)有(yǒu)所不(bù)同，因為(wèi)它們是(shì)由兩個(gè)不(bù)同的(de)熱(rè)電(diàn)偶<記錄的(de)。這(zhè)些(xiē)偏差可(kě)能(néng)落在溫度傳感器(qì)的(de)校(xiào)準極限和(hé)精度規∞格之內(nèi)，不(bù)應視(shì)為(wèi)過程溫度的(de)實際差異。


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