Kľúčový rozdiel medzi parným reformovaním a autotermálnym reformovaním je v tom, že parný reforming využíva reakciu uhľovodíkov s vodou, zatiaľ čo autotermálny reforming využíva reakciu metánu s kyslíkom a oxidom uhličitým alebo parou za vzniku syngasu.
Reformátory sú zariadenia užitočné pri chemickej syntéze čistého plynného vodíka z metánu v prítomnosti katalyzátora. Toto zariadenie využíva dve hlavné reakcie: parné reformovanie, autotermálne reformovanie alebo čiastočnú oxidáciu. V priemyselných odvetviach existuje veľa rôznych reformátorov a autotermálny reformátor a parný metánový reformátor sú najbežnejšie.
Čo je Steam Reforming?
Parné reformovanie je technika výroby syntézneho plynu reakciou uhľovodíkov s vodou. V tejto technike je najbežnejšou surovinou zemný plyn. Účelom tejto reformovacej reakcie je výroba čistého plynného vodíka. Syngas je zmes plynného vodíka a plynného oxidu uhličitého. Reakcia, ktorá prebieha v tomto reformátore je nasledovná:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
Vyššie uvedená reakcia je vysoko endotermická; spotrebúva energiu z okolia. Plynný vodík produkovaný týmto reformátorom sa nazýva „sivý vodík“, keď sa všetok oxid uhličitý uvoľní do atmosféry. Produkt sa nazýva „modrý vodík“, keď väčšina oxidu uhličitého je zachytená a uložená geologicky.
Obrázok 01: Výroba vodíka metódou parnej reformy
Väčšina svetového vodíkového plynu sa vyrába parným reformovaním zemného plynu. Plynný vodík vyrobený týmto spôsobom je užitočný pri priemyselnej syntéze amoniaku a iných chemikálií. Táto reakcia prebieha v reformovacej nádobe s vysokotlakovou zmesou pary. Tu sa metán dostáva do kontaktu s parou v prítomnosti niklového katalyzátora. Pri výbere správneho katalyzátora je dôležité použiť katalyzátor s vysokým pomerom plochy povrchu k objemu kvôli obmedzeniam difúzie, ktoré sa vyskytujú pri vysokých prevádzkových teplotách. Medzi najbežnejšie tvary katalyzátorov, ktoré môžeme použiť, patria lúčové kolesá, ozubené kolesá a krúžky s otvormi. Navyše tieto tvary pozostávajú z nízkej tlakovej straty, ktorá je dôležitá pre túto aplikáciu.
Čo je autotermálna reforma?
Autotermálne reformovanie je technika, pri ktorej kyslík a oxid uhličitý alebo para reagujú s metánom za vzniku syngasu. Táto reakcia prebieha v jednej komore, kde sa metán čiastočne oxiduje. Reakcia v tomto zariadení je exotermická, pretože tu dochádza k oxidácii. Termín autotermálne reformovanie môžeme označiť ako ATR. Vo všeobecnosti, keď reakčná zmes obsahuje oxid uhličitý, môžeme uviesť pomer produktu plynný vodík: oxid uhoľnatý ako 1: 1. Ak však namiesto oxidu uhličitého použijeme paru, potom zmes produktu bude v pomere plynný vodík: oxid uhoľnatý ako 2,5: 1. Reakcie, ktoré prebiehajú v reformátore sú nasledovné:
Používanie oxidu uhličitého:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Používanie pary;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
Aký je rozdiel medzi parnou reformou a autotermálnou reformou?
V odvetviach, kde sú najbežnejšie autotermálny reformátor a parný metánový reformátor, existuje veľa rôznych reformátorov. Kľúčový rozdiel medzi parným reformovaním a autotermálnym reformovaním je v tom, že parný reforming využíva reakciu uhľovodíkov s vodou, zatiaľ čo autotermálny reforming využíva kyslík a oxid uhličitý alebo paru v reakcii s metánom na vytvorenie syngasu. Navyše parné reformovanie je endotermická reakcia, zatiaľ čo autotermálne reformovanie je exotermická reakcia.
Informačná grafika nižšie sumarizuje rozdiely medzi parným reformovaním a autotermálnym reformovaním vo forme tabuľky.
Zhrnutie – Parná reforma verzus autotermálna reforma
Reformátory sú zariadenia užitočné pri chemickej syntéze čistého plynného vodíka z metánu v prítomnosti katalyzátora. Existujú dva typy zariadení ako parný reformátor a autotermálny reformátor. Kľúčový rozdiel medzi parným reformovaním a autotermálnym reformovaním je v tom, že parný reforming využíva reakciu uhľovodíkov s vodou, zatiaľ čo autotermálny reforming využíva kyslík a oxid uhličitý alebo paru v reakcii s metánom na vytvorenie syngasu.
