Proses Haber

Y defnyddiau crai ar gyfer y broses o wneud amonia yw hydrogen a nitrogen.

Rydyn ni’n cael hydrogen drwy adweithio nwy naturiol (methan yn bennaf) ag ager, neu drwy gracio ffracsiynau olew.

CH4 + 2H2O → CO2 + 2H2

Rydyn ni’n cael nitrogen o’r aer. Nitrogen yw 78 y cant o aer, ac ocsigen yw’r gweddill bron i gyd. Pan mae hydrogen yn llosgi mewn aer, mae’r ocsigen yn cyfuno â’r hydrogen, gan adael nitrogen ar ôl.

Ym mhroses Haber, mae nitrogen a hydrogen yn adweithio â’i gilydd o dan yr amodau hyn:

  • tymheredd uchel – rhwng 350°C a 450°C
  • gwasgedd uchel – rhwng 150 a 200 atmosffer (150 – 200 gwaith gwasgedd normal)
  • catalydd haearn

Hefyd, mae unrhyw nitrogen a hydrogen sydd ddim wedi adweithio’n cael eu hailgylchu. Mae’r adwaith yn gildroadwy. Mewn hafaliad cemegol, rydyn ni’n defnyddio’r symbol ⇌ yn lle saeth gyffredin os yw’r adwaith yn gildroadwy.

Mae’r hafaliad hwn yn crynhoi proses Haber:

nitrogen + hydrogen ⇌ amonia

N2 + 3H2 ⇌ 2NH3

Mae hydrogen o nwy naturiol a nitrogen o aer yn cael eu cyfuno ar wasgedd o 200 atmosffer a thymheredd o 450 °C gan ddefnyddio catalydd haearn, i gynhyrchu amonia.
Cam unAr ôl cael y nwyon hydrogen a nitrogen (o nwy naturiol ac o’r aer yn ôl eu trefn), maen nhw'n cael eu pwmpio i’r cywasgydd drwy bibellau.
Cam dauCynyddu gwasgedd y nwyon i tua 200 atmosffer o wasgedd yn y cywasgydd.
Cam triPwmpio’r nwyon dan wasgedd i mewn i danc sy’n cynnwys gwelyau o gatalydd haearn ar tua 450°C. Yn yr amodau hyn, bydd rhywfaint o’r hydrogen a’r nitrogen yn adweithio i ffurfio amonia.
Cam pedwarMae’r nitrogen a’r hydrogen sydd heb adweithio, ynghyd â’r amonia, yn mynd i danc oeri. Mae’r tanc oeri’n hylifo’r amonia, sy'n gallu cael ei drosglwyddo i lestri storio gwasgeddedig.
Cam pumpAilgylchu’r nwyon hydrogen a nitrogen sydd heb adweithio drwy eu gyrru nhw’n ôl drwy bibellau i fynd dros y gwelyau catalydd haearn poeth eto.

Mae cymysgedd yr adwaith yn cynnwys rhywfaint o amonia, a llawer o nitrogen a hydrogen heb adweithio. Mae’r cymysgedd yn cael ei oeri a’i gywasgu, gan achosi i’r nwy amonia gyddwyso i ffurfio hylif. Mae’r amonia wedi’i hylifo’n cael ei wahanu a’i dynnu allan. Yna, mae’r nitrogen a’r hydrogen sydd heb adweithio’n cael eu hailgylchu’n ôl i mewn i’r trawsnewidydd.