Pagrindinis skirtumas tarp garo riformingo ir autoterminio riformingo yra tas, kad garo riformingo metu naudojama angliavandenilių reakcija su vandeniu, o autoterminio riformingo metu naudojama metano reakcija su deguonimi ir anglies dioksidu arba garais, kad susidarytų sintetinės dujos.
Reformatoriai yra prietaisai, naudingi cheminei gryno vandenilio dujų sintezei iš metano esant katalizatoriui. Šiame įrenginyje naudojamos dvi pagrindinės reakcijos: garų riformingas, autoterminis riformingas arba dalinė oksidacija. Pramonės šakose yra daug skirtingų reformatorių, o autoterminis ir garo metano keitiklis yra dažniausiai naudojami.
Kas yra garo reformavimas?
Riformingas garais yra sintetinių dujų gamybos būdas angliavandeniliams reaguojant su vandeniu. Taikant šią techniką, labiausiai paplitusi žaliava yra gamtinės dujos. Šios riformingo reakcijos tikslas yra gryno vandenilio dujų gamyba. Sinchroninės dujos yra vandenilio dujų ir anglies dioksido dujų mišinys. Reakcija, kuri vyksta šiame reformuotoje, yra tokia:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
Aukščiau pateikta reakcija yra labai endoterminė; sunaudoja energiją iš aplinkinių. Per šį reformerį gaminamos vandenilio dujos vadinamos „pilkuoju vandeniliu“, kai visas anglies dioksidas patenka į atmosferą. Produktas pavadintas „mėlynuoju vandeniliu“, kai didžioji dalis anglies dioksido yra surenkama ir saugoma geologiškai.
01 pav.: Vandenilio gamyba naudojant garų reformavimo metodą
Didžioji dalis pasaulyje vandenilio dujų gaunama reformuojant gamtines dujas garais. Tokiu būdu pagamintos vandenilio dujos yra naudingos pramoninėje amoniako ir kitų cheminių medžiagų sintezėje. Ši reakcija vyksta reformerio inde, kuriame yra aukšto slėgio garų mišinys. Čia metanas kontaktuoja su garais, esant nikelio katalizatoriui. Renkantis tinkamą katalizatorių, svarbu naudoti katalizatorių, turintį didelį paviršiaus ploto ir tūrio santykį dėl difuzijos apribojimų, atsirandančių esant aukštai darbo temperatūrai. Dažniausios katalizatoriaus formos, kurias galime naudoti, yra stipininiai ratai, krumpliaračiai ir žiedai su skylutėmis. Be to, šias formas sudaro mažas slėgio kritimas, kuris yra svarbus šiai programai.
Kas yra autoterminis reformavimas?
Autoterminis riformingas – tai metodas, kai deguonis ir anglies dioksidas arba garai reaguoja su metanu ir susidaro sintetinės dujos. Ši reakcija vyksta vienoje kameroje, kurioje metanas iš dalies oksiduojamas. Reakcija šiame įrenginyje yra egzoterminė, nes čia vyksta oksidacija. Terminą autoterminis reformavimas galime žymėti kaip ATR. Paprastai, kai reakcijos mišinyje yra anglies dioksido, vandenilio dujų ir anglies monoksido produktų santykį galime nurodyti kaip 1:1. Bet jei vietoj anglies dioksido naudojame garus, tada produkto mišinys būtų vandenilio dujų santykiu: anglies monoksidas kaip 2,5: 1. Reakcijos, vykstančios riformatoriuje, yra šios:
Anglies dioksido naudojimas:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Steam naudojimas;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
Kuo skiriasi garinis ir autoterminis reformavimas?
Pramonės šakose yra daug skirtingų reformatorių, kuriuose dažniausiai naudojami autoterminiai ir garo metano keitikliai. Pagrindinis skirtumas tarp garo riformingo ir autoterminio riformingo yra tas, kad garo riformingo metu naudojama angliavandenilių reakcija su vandeniu, o autoterminio riformingo metu naudojamas deguonis ir anglies dioksidas arba garai reaguojant su metanu, kad susidarytų sintetinės dujos. Be to, garų riformingas yra endoterminė reakcija, o autoterminis riformingas yra egzoterminė reakcija.
Toliau infografijoje lentelės pavidalu apibendrinami skirtumai tarp garo ir autoterminio reformavimo.
Santrauka – garinis reformavimas prieš autoterminį reformavimą
Reformatoriai yra prietaisai, naudingi cheminei gryno vandenilio dujų sintezei iš metano esant katalizatoriui. Yra dviejų tipų įrenginiai: garo ir autoterminio keitiklio. Pagrindinis skirtumas tarp garo riformingo ir autoterminio riformingo yra tas, kad garo riformingo metu naudojama angliavandenilių reakcija su vandeniu, o autoterminio riformingo metu naudojamas deguonis ir anglies dioksidas arba garai reaguojant su metanu, kad susidarytų sintetinės dujos.
