1. 원료 :
* 질소 (N2) : 공기에서 얻은 것은 약 78% 질소입니다.
* 수소 (H2) : 일반적으로 메탄과 증기와 반응하는 과정 인 증기 개질을 통해 천연 가스에서 생산됩니다.
2. 반응 조건 :
* 고압 : 일반적으로 약 200 대기 (ATM).
* 고온 : 섭씨 약 400-500도 (화씨 752-932도).
* 촉매 : 소량의 산화 칼륨 (K2O) 및 알루미늄 (AL2O3)을 갖는 산화철 (Fe3O4)을 사용하여 반응을 촉진시킨다.
3. 반응 :
질소와 수소 사이의 반응은 다음 방정식으로 나타납니다.
```
N2 (g) + 3H2 (g) ⇌ 2NH3 (g)
```
* 반응은 가역적이므로 양방향으로 진행할 수 있습니다.
* 고압 및 온도 조건 하에서 반응이 오른쪽으로 이동하여 암모니아의 형성에 유리합니다.
* 촉매는 반응 속도를 높이지만 평형 위치에는 영향을 미치지 않습니다.
4. 암모니아 분리 :
* 암모니아 가스가 냉각되어 액화가 발생합니다.
* 액체 암모니아는 반응되지 않은 질소 및 수소 가스로부터 분리된다.
* 반응되지 않은 가스는 반응 챔버로 다시 재활용됩니다.
5. 제품 :
최종 제품은 액체 암모니아이며, 이는 다양한 용도로 저장 및 운송됩니다.
키 포인트 :
* Haber-Bosch 공정은 에너지 집약적 인 프로세스로 가열 및 압축에 상당한 양의 에너지가 필요합니다.
* 매년 수백만 톤의 암모니아를 생산할 책임이 있습니다.
* 암모니아는 글로벌 식품 생산에 기여하는 비료 생산에 필수적입니다.
환경 고려 사항 :
* Haber-Bosch 공정은 높은 에너지 소비와 온실 가스 생산으로 인해 환경에 중대한 영향을 미칩니다.
* 프로세스의 효율성을 향상시키고 암모니아 생산을위한 대체 방법을 개발하기위한 노력이 진행 중입니다.
