Giá thành chính trong công nghệ oxi hóa không hòan tòan là giá của oxi. Công nghệ
màng trao đổi ion ceramic, hiện nay dưới sự phát triển của các nhóm chung, với mục đích giảm thiểu yêu cầu của oxi. Trong quá trình này, lớp màng ceramic trao đổi ion đặc biệt cho phép oxi từ không khí thấm qua màng ceramic và oxi hóa khí tự nhiên.
Ceramic là một hỗn hợp composite, thường pha tạp zirconia hoặc yttria, ở nhiệt độ
cao cho phép chuyển ion oxi theo một chiều và các electron theo hướng khác. Sơđồ hoạt
động của màng được thể hiện trong hình.
Hình 2-9: Màng trao đổi ion cho khí tổng hợp
Trong vận hành, hệ thống sẽ bao gồm nhiều ống ceramic, khí tự nhiên có thể đi qua, rộng giống như thiết bị reforming hơi nước. Để thúc đẩy quá trình này, phía hydrocacbon
được bọc lớp xúc tác oxi hóa xốp. Kết quả sự cháy của khí đạt nhiệt độ từ 1000 đến 1300oC
PHẠM VĂN CẢNH LỚP KSTN HÓA DẦU K54 45
Hệ thống màng trao đổi ion có nhiều ưu điểm hạn chế phân xưởng oxi, nhưng ở giai
đoạn này trong sự phát triển của nó, có những vấn đề chung xuất hiện:
- Nó không sạch do vật liệu ceramic sẽ chống lại sự khắc nghiệt của sự vận hành ở
nhiệt độ cao và áp suất cao. Cho đến nay, nỗ lực của các nhà máy họat động đã tập trung vào hoạt động ở áp suất thấp để kiểm soát sự khác nhau lớn về nhiệt độ của các chiều ngang và chiều dọc.
- Nhiệt độ vận hành là thấp hơn so với phân xưởng oxi hóa không hòan toàn thông thường. Điều này dẫn đến dư thừa CO2, sẽ bị loại bỏ và tuần hòan lại
- Tỷ lệđốt cháy được xác định bằng tỷ lệ ở đó oxi và ion có thể đi qua lớp xúc tác và ceramic. Điều này dẫn đến yêu cầu diện tích bề mặt lớn để sự cháy là hiệu quả (ví dụ
số lượng ống lớn).
Lò phản ứng loại màg đã được phân loại như lò phản ứng màng trơ và lò phản ứng màng xúc tác. Trong lò phản ứng màng trơ, màng ảnh hưởng đến việc tách, loại bỏ các cấu tử không tham gia vào quá trình phản ứng và xúc tác thường được đóng gói vào các
ống bên trong lò phản ứng. Trong lò phản ứng màng xúc tác, các màng giống như xúc tác hoặc hỗ trợ cho chất xúc tác, được ngâm tẩm trong các lỗ mao quản của màng, cho phép tách, loại bỏ các thành phần từ buồng phản ứng.