Kluczowa różnica między reformingiem parowym a reformingiem autotermicznym polega na tym, że reforming parowy wykorzystuje reakcję węglowodorów z wodą, podczas gdy reforming autotermiczny wykorzystuje reakcję metanu z tlenem i dwutlenkiem węgla lub parą w celu wytworzenia gazu syntezowego.
Reformatory to urządzenia przydatne w syntezie chemicznej czystego gazowego wodoru z metanu w obecności katalizatora. Urządzenie to wykorzystuje dwie główne reakcje: reforming parowy, reforming autotermiczny lub częściowe utlenianie. Istnieje wiele różnych reformerów w przemyśle, a reformer autotermiczny i reformer parowy metanu są najczęstszymi z nich.
Co to jest reformowanie Steam?
Reforming parowy to technika wytwarzania gazu syntezowego poprzez reakcję węglowodorów z wodą. W tej technice najczęściej stosowanym surowcem jest gaz ziemny. Celem tej reakcji reformingu jest wytworzenie czystego gazowego wodoru. Gaz syntezowy to mieszanina gazowego wodoru i gazowego dwutlenku węgla. Reakcja zachodząca w tym reformerze jest następująca:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
Powyższa reakcja jest wysoce endotermiczna; zużywa energię z otoczenia. Gazowy wodór wytwarzany przez ten reformer nazywa się „szarym wodorem”, gdy cały dwutlenek węgla zostaje uwolniony do atmosfery. Produkt nosi nazwę „niebieski wodór”, gdy większość dwutlenku węgla jest wychwytywana i składowana geologicznie.
Rysunek 01: Produkcja wodoru metodą reformingu parowego
Większość światowego wodoru wytwarzana jest poprzez reforming parowy gazu ziemnego. Wytworzony w ten sposób wodór jest przydatny w przemysłowej syntezie amoniaku i innych chemikaliów. Ta reakcja zachodzi w reaktorze reformera, w którym znajduje się mieszanina pary pod wysokim ciśnieniem. Tutaj metan kontaktuje się z parą wodną w obecności katalizatora niklowego. Przy wyborze właściwego katalizatora ważne jest, aby stosować katalizator o wysokim stosunku pola powierzchni do objętości ze względu na ograniczenia dyfuzji, które występują w wysokich temperaturach roboczych. Najczęstsze kształty katalizatorów, których możemy użyć, to koła szprychowe, koła zębate i pierścienie z otworami. Ponadto kształty te charakteryzują się niskim spadkiem ciśnienia, co jest ważne w tym zastosowaniu.
Co to jest reformowanie autotermiczne?
Reformowanie autotermiczne to technika, w której tlen i dwutlenek węgla lub para wodna reagują z metanem, tworząc gaz syntezowy. Ta reakcja zachodzi w pojedynczej komorze, w której metan ulega częściowemu utlenieniu. Reakcja w tym urządzeniu jest egzotermiczna, ponieważ zachodzi tu utlenianie. Termin reformowanie autotermiczne możemy określić jako ATR. Ogólnie rzecz biorąc, gdy mieszanina reakcyjna zawiera dwutlenek węgla, możemy wskazać stosunek produktu gazowy wodór: tlenek węgla jako 1:1. Ale jeśli użyjemy pary zamiast dwutlenku węgla, wtedy mieszanina produktu będzie miała stosunek gazowy wodór: tlenek węgla jako 2,5: 1. Reakcje zachodzące w reformerze są następujące:
Korzystanie z dwutlenku węgla:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Korzystanie z pary;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
Jaka jest różnica między reformingiem parowym a reformowaniem autotermicznym?
Istnieje wiele różnych reformerów w branżach, w których najczęściej stosuje się reformer autotermiczny i reformer parowy metanu. Kluczowa różnica między reformingiem parowym a reformingiem autotermicznym polega na tym, że reforming parowy wykorzystuje reakcję węglowodorów z wodą, podczas gdy reforming autotermiczny wykorzystuje tlen i dwutlenek węgla lub parę w reakcji z metanem w celu wytworzenia gazu syntezowego. Ponadto reforming parowy jest reakcją endotermiczną, podczas gdy reformowanie autotermiczne jest reakcją egzotermiczną.
Poniższa infografika podsumowuje różnice między reformingiem parowym a reformingiem autotermicznym w formie tabelarycznej.
Podsumowanie – Reformowanie parowe a reformowanie autotermiczne
Reformatory to urządzenia przydatne w syntezie chemicznej czystego gazowego wodoru z metanu w obecności katalizatora. Istnieją dwa rodzaje urządzeń, takie jak reformer parowy i reformer autotermiczny. Kluczowa różnica między reformingiem parowym a reformingiem autotermicznym polega na tym, że reforming parowy wykorzystuje reakcję węglowodorów z wodą, podczas gdy reforming autotermiczny wykorzystuje tlen i dwutlenek węgla lub parę w reakcji z metanem w celu wytworzenia gazu syntezowego.
