Galvenā atšķirība starp tvaika riformingu un autotermisko riformingu ir tāda, ka tvaika riformingā tiek izmantota ogļūdeņražu reakcija ar ūdeni, savukārt autotermiskā riformingā tiek izmantota metāna reakcija ar skābekli un oglekļa dioksīdu vai tvaiku, lai veidotu sintēzi.
Reformatori ir ierīces, kas ir noderīgas tīras ūdeņraža gāzes ķīmiskai sintēzei no metāna katalizatora klātbūtnē. Šajā ierīcē tiek izmantotas divas galvenās reakcijas: tvaika riformings, autotermiskā riformings vai daļēja oksidēšana. Nozarēs ir daudz dažādu reformētāju, un visizplatītākie ir autotermiskais riformators un tvaika metāna reformētājs.
Kas ir tvaika reformēšana?
Tvaika riformings ir sintēzes gāzes iegūšanas paņēmiens, ogļūdeņražiem reaģējot ar ūdeni. Šajā tehnikā visizplatītākā izejviela ir dabasgāze. Šīs reformēšanas reakcijas mērķis ir tīras ūdeņraža gāzes ražošana. Singāze ir ūdeņraža gāzes un oglekļa dioksīda gāzes maisījums. Reakcija, kas notiek šajā reformatorā, ir šāda:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
Iepriekš minētā reakcija ir ļoti endotermiska; tas patērē enerģiju no apkārtējiem. Ūdeņraža gāze, kas iegūta ar šo reformatoru, tiek nosaukta par "pelēko ūdeņradi", kad viss oglekļa dioksīds tiek izlaists atmosfērā. Produkts tiek nosaukts par “zilo ūdeņradi”, ja lielākā daļa oglekļa dioksīda tiek uztverta un ģeoloģiski uzglabāta.
Attēls 01: Ūdeņraža ražošana, izmantojot tvaika reformēšanas metodi
Lielākā daļa pasaules ūdeņraža gāzes tiek iegūta, veicot dabasgāzes tvaika reformēšanu. Šādā veidā iegūtā ūdeņraža gāze ir noderīga amonjaka un citu ķīmisko vielu rūpnieciskajā sintēzē. Šī reakcija notiek reformatora traukā, kurā ir augstspiediena tvaika maisījums. Šeit metāns nonāk saskarē ar tvaiku niķeļa katalizatora klātbūtnē. Izvēloties pareizo katalizatoru, ir svarīgi izmantot katalizatoru ar augstu virsmas laukuma attiecību pret tilpumu difūzijas ierobežojumu dēļ, kas rodas augstās darba temperatūrās. Visizplatītākās katalizatora formas, ko varam izmantot, ir spieķu riteņi, zobratu riteņi un gredzeni ar caurumiem. Turklāt šīs formas sastāv no zema spiediena krituma, kas ir svarīgs šim lietojumam.
Kas ir autotermiskā reformēšana?
Autotermiskā reformēšana ir paņēmiens, kurā skābeklis un oglekļa dioksīds vai tvaiks reaģē ar metānu, veidojot sintēzi. Šī reakcija notiek vienā kamerā, kur metāns daļēji oksidējas. Reakcija šajā ierīcē ir eksotermiska, jo šeit notiek oksidēšanās. Terminu autotermiskā reformēšana var apzīmēt kā ATR. Parasti, ja reakcijas maisījums satur oglekļa dioksīdu, mēs varam norādīt ūdeņraža gāzes un oglekļa monoksīda produktu attiecību 1: 1. Bet, ja mēs izmantojam tvaiku, nevis oglekļa dioksīdu, tad produkta maisījums būtu ūdeņraža gāzes proporcijā: oglekļa monoksīds kā 2,5: 1. Reakcijas, kas notiek riformatorā, ir šādas:
Oglekļa dioksīda izmantošana:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Izmantojot tvaiku;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
Kāda ir atšķirība starp tvaika reformēšanu un autotermisko reformēšanu?
Nozarēs ir daudz dažādu reformētāju, kur visizplatītākie ir autotermiskais riformators un tvaika metāna reformētājs. Galvenā atšķirība starp tvaika riformingu un autotermisko riformingu ir tāda, ka tvaika riformingā tiek izmantota ogļūdeņražu reakcija ar ūdeni, savukārt autotermiskā riformingā tiek izmantots skābeklis un oglekļa dioksīds vai tvaiks reakcijā ar metānu, lai veidotu sintēzi. Turklāt tvaika riformings ir endotermiska reakcija, savukārt autotermiskā riformings ir eksotermiska reakcija.
Zemāk infografikā tabulas veidā ir apkopotas atšķirības starp tvaika reformēšanu un autotermisko reformēšanu.
Kopsavilkums - tvaika reformēšana pret autotermisko reformēšanu
Reformatori ir ierīces, kas ir noderīgas tīras ūdeņraža gāzes ķīmiskai sintēzei no metāna katalizatora klātbūtnē. Ir divu veidu ierīces, piemēram, tvaika reformētājs un autotermiskais riformators. Galvenā atšķirība starp tvaika riformingu un autotermisko riformingu ir tāda, ka tvaika riformingā tiek izmantota ogļūdeņražu reakcija ar ūdeni, savukārt autotermiskā riformingā tiek izmantots skābeklis un oglekļa dioksīds vai tvaiks reakcijā ar metānu, lai veidotu sintēzi.
