1. 원료 :
* 질소 (NIT) : 약 78%의 질소 인 공기에서 얻은 것.
* 수소 (H₂) : 천연 가스, 석탄 또는 물 전기 분해와 같은 다양한 공급원에서 생산됩니다.
2. 반응 :
* 질소와 수소는 고압 (150-300 대기)과 고온 (400-550 ° C) 하에서 반응기에 결합됩니다.
* 전형적으로 칼륨 및 산화 알루미늄과 같은 프로모터를 갖는 산화철 촉매는 반응의 속도를 높이기 위해 사용됩니다. .
* 반응은 가역적이고 발열이므로 열이 방출됩니다.
3. 화학 방정식 :
```
n ₂ (g) + 3H₂ (g) ⇌ 2nh₃ (g) + 열
```
4. 생산 과정 :
* 가스 정제 : 원료는 정제되어 촉매를 독살 할 수있는 불순물을 제거합니다.
* 압축 : 가스는 고압으로 압축됩니다.
* 반응 : 압축 가스는 반응기에서 촉매를 통과하여 암모니아를 형성하기 위해 반응합니다.
* 냉각 및 응축 : 뜨거운 암모니아 가스가 냉각되어 액체 암모니아로 응축됩니다.
* 분리 : 반응되지 않은 질소 및 수소는 반응기로 다시 재활용됩니다.
5. 중요한 고려 사항 :
* 평형 : Haber-Bosch 공정은 평형 반응으로 반응이 양방향으로 진행될 수 있음을 의미합니다. 암모니아 생성을 극대화하기 위해, 조건은 전방 반응을 선호하도록 최적화된다.
* 효율성 : 이 공정은 에너지 집약적이 매우 높기 때문에 고온과 압력을 유지하기 위해 상당한 에너지가 필요합니다.
* 환경 영향 : Haber-Bosch 공정은 에너지 수요가 높기 때문에 온실 가스 배출에 큰 기여를합니다.
6. 안전 :
* 암모니아 가스는 독성이 있고 인간에게 해로울 수 있습니다.
* 적절한 안전 예방 조치로 암모니아 가스를 처리하는 것이 필수적입니다.
* 항상 안전 지침을 따르고 보호 장비를 착용하십시오.
Haber-Bosch 과정을 넘어서 :
Haber-Bosch 프로세스는 암모니아 생산을위한 주요 방법이지만, 대안,보다 지속 가능한 방법에 대한 연구가 진행 중입니다.
* 전기 촉매 질소 감소 : 전기를 사용하여 질소를 암모니아로 직접 변환합니다.
* 생물학적 질소 고정 : 미생물을 사용하여 대기 질소를 암모니아로 전환합니다.
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