高爐氣中含有的氣體主要有N2、CO、CO2等.在含有大量N2的高爐氣體系中,富集CO的技術(shù)關(guān)鍵在于要有對CO選擇性好的吸附材料,從而實現(xiàn)CO和N2的分離.
(1)由CO可以直接合成許多C1化工產(chǎn)品,如生產(chǎn)甲醇.已知:
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1453kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ?mol-1
又知CO(g)燃燒熱△H=-283kJ?mol-1,則CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=
-121.8
-121.8
kJ?mol-1.
(2)工業(yè)上常采用醋酸亞銅氨溶液來吸收CO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:
CH3COOCu(NH3)2 (aq)+CO(g)?CH3COOCu(NH3)2?CO(aq)△H<0
吸收CO后的溶液經(jīng)過適當(dāng)處理又可以重新生成醋酸亞銅氨,可采取的措施有ad
ad
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a.適當(dāng)升高溫度 b.適當(dāng)降低溫度 c.增大壓強(qiáng) d.減小壓強(qiáng)
(3)到目前為止,CO吸附劑的開發(fā)大多數(shù)以銅(+1)為活性組分負(fù)載在各種載體上,然后采用變壓吸附(PSA)方式在含N2體系中脫出CO.圖1是變壓吸附回收高爐氣中CO的流程圖.
①PSA-Ⅰ吸附CO2時間對PSA-Ⅱ中CO回收率的影響見圖2,由此可見,為了保證載銅吸附劑對CO的吸附和提純要求,應(yīng)采取的措施是盡量在PSA-I中將CO2 脫除(保證PSA-I吸附CO2的時間)
盡量在PSA-I中將CO2 脫除(保證PSA-I吸附CO2的時間)
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②從PSA-Ⅱ中富集得到的CO有廣泛的用途,除生產(chǎn)甲醇外,列舉其中一種用途作燃料
作燃料
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③檢驗放空氣體中是否含有CO的實驗 操作是:將該氣體通入氯化鈀(PdCl2)溶液中,觀察是否有黑色的單質(zhì)鈀生成,寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式CO+PdCl2+H2O═Pd↓+2HCl+CO2
CO+PdCl2+H2O═Pd↓+2HCl+CO2
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