Ključna razlika med parnim reformingom in avtotermalnim reformingom je, da parni reforming uporablja reakcijo ogljikovodikov z vodo, medtem ko avtotermični reforming uporablja reakcijo metana s kisikom in ogljikovim dioksidom ali paro za tvorbo sintetičnega plina.
Reformatorji so naprave, uporabne pri kemični sintezi čistega vodikovega plina iz metana v prisotnosti katalizatorja. Ta naprava uporablja dve glavni reakciji: parno reformiranje, avtotermično reformiranje ali delno oksidacijo. V industriji je veliko različnih reformatorjev, najpogostejša pa sta avtotermični reformer in parni reformator metana.
Kaj je Steam Reforming?
Parni reforming je tehnika proizvodnje sintetičnega plina z reakcijo ogljikovodikov z vodo. Pri tej tehniki je najpogostejša surovina zemeljski plin. Namen te reakcije reformiranja je proizvodnja čistega vodikovega plina. Sintetični plin je mešanica vodikovega plina in ogljikovega dioksida. Reakcija, ki se odvija v tem reformatorju, je naslednja:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
Zgornja reakcija je zelo endotermna; porablja energijo iz okolice. Vodikov plin, proizveden s tem reformatorjem, se imenuje "sivi vodik", ko se ves ogljikov dioksid sprosti v ozračje. Izdelek se imenuje "modri vodik", ko je večina ogljikovega dioksida zajetega in geološko shranjenega.
Slika 01: Proizvodnja vodika z metodo parnega reformiranja
Večina svetovnega vodikovega plina se proizvede s parnim reformingom zemeljskega plina. Vodikov plin, proizveden na ta način, je uporaben pri industrijski sintezi amoniaka in drugih kemikalij. Ta reakcija poteka v posodi za reformiranje z visokotlačno mešanico pare. Tu pride metan v stik s paro v prisotnosti nikljevega katalizatorja. Pri izbiri pravega katalizatorja je pomembno, da uporabite katalizator z visokim razmerjem med površino in prostornino zaradi omejitev difuzije, ki se pojavijo pri visokih delovnih temperaturah. Najpogostejše oblike katalizatorjev, ki jih lahko uporabimo, vključujejo kolesa z naperami, zobnike in obroče z luknjami. Poleg tega so te oblike sestavljene iz nizkega padca tlaka, ki je pomemben za to aplikacijo.
Kaj je avtotermično reformiranje?
Avtotermični reforming je tehnika, pri kateri kisik in ogljikov dioksid ali para reagirata z metanom, pri čemer nastane sintetični plin. Ta reakcija poteka v eni sami komori, kjer se metan delno oksidira. Reakcija v tej napravi je eksotermna, ker tu pride do oksidacije. Izraz avtotermalno reformiranje lahko označimo kot ATR. Na splošno lahko, ko reakcijska mešanica vsebuje ogljikov dioksid, navedemo produktno razmerje vodikovega plina: ogljikovega monoksida kot 1:1. Če pa uporabimo paro namesto ogljikovega dioksida, bi bila produktna zmes v razmerju vodikov plin: ogljikov monoksid kot 2,5: 1. Reakcije, ki potekajo v reformerju so naslednje:
Uporaba ogljikovega dioksida:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Uporaba pare;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
Kakšna je razlika med parnim reformiranjem in avtotermalnim reformiranjem?
V panogah je veliko različnih reformatorjev, kjer sta najpogostejša avtotermični reformer in parni reformator metana. Ključna razlika med parnim reformingom in avtotermalnim reformingom je, da parni reforming uporablja reakcijo ogljikovodikov z vodo, medtem ko avtotermični reforming uporablja kisik in ogljikov dioksid ali paro v reakciji z metanom, da nastane sintetični plin. Poleg tega je parni reforming endotermna reakcija, medtem ko je avtotermični reforming eksotermna reakcija.
Spodnja infografika povzema razlike med parnim reformingom in avtotermalnim reformingom v obliki tabele.
Povzetek – parno reformiranje proti avtotermičnemu reformiranju
Reformatorji so naprave, uporabne pri kemični sintezi čistega vodikovega plina iz metana v prisotnosti katalizatorja. Obstajata dve vrsti naprav, kot sta parni reformer in avtotermični reformer. Ključna razlika med parnim reformingom in avtotermalnim reformingom je v tem, da parni reforming uporablja reakcijo ogljikovodikov z vodo, medtem ko avtotermični reforming uporablja kisik in ogljikov dioksid ali paro v reakciji z metanom, da nastane sintetični plin.
