1. Réaction de décalage des gaz d'eau:
* Processus: C'est la méthode la plus courante. Le mélange est réagi avec de la vapeur (H₂O) sur un catalyseur (généralement de l'oxyde de fer) à des températures élevées (environ 400-500 ° C) pour produire plus d'hydrogène et de dioxyde de carbone:
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CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂
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* Avantages: Relativement simple et efficace.
* Inconvénients: Nécessite une énergie supplémentaire pour le chauffage et la génération de vapeur. Produit du dioxyde de carbone en tant que sous-produit.
2. Méthanation:
* Processus: Le mélange est réagi avec de l'hydrogène sur un catalyseur de nickel à haute pression et température pour produire du méthane et de l'eau. L'eau est ensuite éliminée et le méthane peut être réagi avec de la vapeur pour produire plus d'hydrogène (réforme de la vapeur).
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CO + 3H₂ ⇌ CH₄ + H₂O
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* Avantages: Peut produire de l'hydrogène de haute pureté.
* Inconvénients: Nécessite plusieurs étapes et peut être à forte intensité d'énergie.
3. Oxydation préférentielle (Prox):
* Processus: Cette méthode oxyde sélectivement le monoxyde de carbone en dioxyde de carbone à l'aide d'un catalyseur (généralement du platine ou de l'or) à basse température (environ 100-200 ° C). Le dioxyde de carbone peut ensuite être facilement éliminé, laissant derrière lui de l'hydrogène pur.
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CO + 1/2 O₂ → CO₂
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* Avantages: Peut produire de l'hydrogène à très haute pureté à des températures plus basses.
* Inconvénients: Nécessite un contrôle précis de l'oxygène pour éviter une combustion complète.
4. Séparation de la membrane:
* Processus: Cette technique utilise une membrane sélective qui permet à l'hydrogène de passer mais bloque d'autres gaz comme le monoxyde de carbone. La membrane est généralement en palladium ou un matériau similaire.
* Avantages: Aucune réaction chimique impliquée ne peut être assez efficace.
* Inconvénients: Les matériaux membranaires peuvent être coûteux et peuvent avoir une durée de vie limitée.
5. Séparation cryogénique:
* Processus: Cette méthode utilise les différents points d'ébullition d'hydrogène et de monoxyde de carbone pour les séparer. Le mélange est refroidi à basse température, provoquant la liaison du monoxyde de carbone tandis que l'hydrogène reste gazeux.
* Avantages: Peut être utilisé pour séparer d'autres gaz dans le mélange.
* Inconvénients: Nécessite un équipement spécialisé et peut être à forte intensité énergétique.
Choisir la meilleure méthode:
La meilleure méthode pour obtenir de l'hydrogène à partir d'un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone dépend de:
* Pureté souhaitée: Pour l'hydrogène à haute pureté, la séparation de l'hydrogène ou de la membrane est la meilleure.
* Composition des aliments: Les quantités relatives d'hydrogène et de monoxyde de carbone auront un impact sur l'efficacité des différentes méthodes.
* coûts énergétiques: Considérez les besoins énergétiques de chaque méthode et le coût de l'énergie dans votre emplacement.
* Disponibilité de l'équipement: Certaines méthodes nécessitent un équipement spécialisé qui peut ne pas être facilement disponible.
En évaluant soigneusement ces facteurs, vous pouvez choisir la méthode la plus appropriée pour vos besoins spécifiques.
