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合成氨弛放气回收氢气装置的几种工艺过程的评述
引言
合成氨是工业化生产的重要原料之一，广泛应用于农业、医药、化工等领域。以氮、氢原料制备合成氨的工业生产广泛采用哈贝－玻斯曼工艺，该工艺需要弛放大量的气体，其中包括氮气、氢气及副产气体，同时也需要回收气体，包括未反应的氮气、限制因子的氢气、氨尾气等。针对这一工艺过程，本文将评述合成氨弛放气回收氢气装置的几种工艺过程。
工艺过程
传统气相加压吸附过程
合成氨弛放气回收氢气传统工艺采用气相加压吸附法，即利用吸附剂吸附氮气和氢气，使氨及其他气体通过吸附剂而不被捕获，可使氢气的回收率达到95％，氮气的回收率达到70％。同比下，该工艺具有工艺流程简单、氢气回收率高和吸附剂可以重复利用等特点，已成为工业上成熟应用的一种传统工艺。
膜分离法
膜分离技术是近年来快速发展的分离技术之一，具备分离效率高、连续操作、工艺控制精度高等优点。膜分离法用于合成氨弛放气回收氢气过程中，可以将氧气和氨分离出来，实现了氢气的高回收率。目前，膜分离法已被广泛应用于合成氨工业生产，且其技术不断更新和完善。膜分离法具有技术途径简单、生产效率高、产品质量稳定和成本低廉等特点，是一种优秀的弛放气回收氢气工艺。
共沉淀法
共沉淀法是指在特定条件下，将碱金属以其成盐或水合物的形式与铁系列氧化物共存，并在其生产过程中，使铁氧化物氧化亚铁而生成铁酸盐，从而沉淀出粉末。该粉末反应迅速，具有活性高的特点，并且具有广泛的应用领域。在合成氨弛放气回收氢气过程中，共沉淀法通过合成金属的锰基阴极催化剂来分离气体，使氢气和氮气分离出来，实现了氢气的高回收率，达到了较为显著的效果。
微藻生物技术
微藻通过直接光合或异光合作用，能够将太阳能转化为叶绿体内化学能，在光强、营养物、温度等因素的作用下，可高效利用气体进行光合作用产出能量。将微型藻类细胞储藏在温度适宜、营养充足的生长环境中，有效利用其生物合成和代谢能力，可少量获取高浓度氧气和低浓度二氧化碳。迄今为止，微藻在氢气生产上取得了一定的成果，同时也为合成氨弛放气回收氢气量产奠定了良好的理论基础。
总结
合成氨弛放气回收氢气是一项既复杂又关键的工艺过程。本文评述了传统气相加压吸附法、膜分离法、共沉淀法和微藻生物技术等几种工艺过程，对其优缺点和适用范围进行了讨论。对于传统工艺，因其具有工艺流程简单，成本低廉，已成为工业上成熟应用的一种传统工艺，但缺点是气体吸附剂需要进行高压处理，生产成本高。膜分离法虽然技术途径简单，生产效率高，成本低廉，但目前还存在技术瓶颈，不能广泛应用。共沉淀法虽然效果显著，但依赖于特定条件的存在，受到生产环境等多种因素的影响。微藻生物技术虽然是一种新型技术，但技术路线短，优势明显，未来发展潜力巨大。