Põhiline erinevus aurureformimise ja autotermilise reformimise vahel seisneb selles, et aurureformimisel kasutatakse süsivesinike reaktsiooni veega, samas kui autotermilisel reformimisel kasutatakse sünteesigaasi moodustamiseks metaani reaktsiooni hapniku ja süsinikdioksiidi või auruga.
Reformaatorid on seadmed, mis on kasulikud puhta gaasilise vesiniku keemiliseks sünteesiks metaanist katalüsaatori juuresolekul. See seade kasutab kahte peamist reaktsiooni: aurureformimist, autotermilist reformimist või osalist oksüdatsiooni. Tööstusharudes on palju erinevaid reformijaid ning autotermiline reformija ja auru-metaanreformija on levinumad.
Mis on aurureformimine?
Aurureformimine on süsivesinike ja veega reageerimise teel sünteesigaasi tootmise meetod. Selle tehnika puhul on kõige levinum lähteaine maagaas. Selle reformimisreaktsiooni eesmärk on puhta vesinikgaasi tootmine. Sünnigaas on gaasilise vesiniku ja süsinikdioksiidi segu. Reaktsioon, mis selles reformeris toimub, on järgmine:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
Ül altoodud reaktsioon on väga endotermiline; see kulutab ümbritsevast energiat. Selle reformeri kaudu toodetud vesinikku nimetatakse halliks vesinikuks, kui kogu süsinikdioksiid satub atmosfääri. Toodet nimetatakse siniseks vesinikuks, kui suurem osa süsinikdioksiidist püütakse kinni ja säilitatakse geoloogiliselt.
Joonis 01: Vesiniku tootmine aurureformimise meetodi abil
Suurem osa maailma vesinikgaasist toodetakse maagaasi aurureformimise teel. Sel viisil toodetud vesinik on kasulik ammoniaagi ja muude kemikaalide tööstuslikul sünteesil. See reaktsioon toimub reformeranumas, milles on kõrgsurve auru segu. Siin pannakse metaan nikkelkatalüsaatori juuresolekul auruga kokku. Õige katalüsaatori valimisel on kõrgetel töötemperatuuridel esinevate difusioonipiirangute tõttu oluline kasutada katalüsaatorit, mille pindala ja ruumala suhe on suur. Kõige tavalisemad katalüsaatorikujud, mida saame kasutada, on kodararattad, hammasrattad ja aukudega rõngad. Veelgi enam, need kujundid koosnevad madalast rõhulangust, mis on selle rakenduse jaoks oluline.
Mis on automaatne reformimine?
Autotermiline reformimine on tehnika, mille käigus hapnik ja süsinikdioksiid või aur reageerivad metaaniga, tekitades sünteesigaasi. See reaktsioon toimub ühes kambris, kus metaan osaliselt oksüdeerub. Reaktsioon selles seadmes on eksotermiline, kuna siin toimub oksüdatsioon. Mõistet autotermiline reformimine võime tähistada kui ATR. Üldjuhul, kui reaktsioonisegu sisaldab süsinikdioksiidi, saame vesinikgaasi ja süsinikmonooksiidi saaduse suhteks märkida 1:1. Kui aga kasutame süsinikdioksiidi asemel auru, siis oleks produkti segu gaasilise vesiniku vahekorras: süsinikmonooksiid kui 2,5: 1. Reformis toimuvad reaktsioonid on järgmised:
Süsinikdioksiidi kasutamine:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Auru kasutamine;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
Mis vahe on aurureformimisel ja autotermilisel reformimisel?
Tööstusharudes on palju erinevaid reformijaid, kus autotermiline reformija ja auru-metaanreformija on kõige levinumad. Peamine erinevus aurureformimise ja autotermilise reformimise vahel on see, et aurureformimisel kasutatakse süsivesinike reaktsiooni veega, samas kui autotermilisel reformimisel kasutatakse sünteesigaasi moodustamiseks hapnikku ja süsinikdioksiidi või auru reaktsioonis metaaniga. Lisaks on aurureformimine endotermiline reaktsioon, autotermiline reformimine aga eksotermiline reaktsioon.
Allpool infograafikat võetakse tabeli kujul kokku erinevused aurureformimise ja autotermilise reformimise vahel.
Kokkuvõte – aurureformimine vs autotermiline reformimine
Reformaatorid on seadmed, mis on kasulikud puhta gaasilise vesiniku keemiliseks sünteesiks metaanist katalüsaatori juuresolekul. Seadmeid on kahte tüüpi: aurureformer ja autotermiline reformer. Peamine erinevus aurureformimise ja autotermilise reformimise vahel on see, et aurureformimisel kasutatakse süsivesinike reaktsiooni veega, samas kui autotermilisel reformimisel kasutatakse sünteesigaasi moodustamiseks hapnikku ja süsinikdioksiidi või auru reaktsioonis metaaniga.
