ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการปฏิรูปไอน้ำและการปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติคือการปฏิรูปไอน้ำใช้ปฏิกิริยาของไฮโดรคาร์บอนกับน้ำ ในขณะที่การปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติใช้ปฏิกิริยาของก๊าซมีเทนกับออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์หรือไอน้ำเพื่อสร้างซินกัส
Reformers เป็นอุปกรณ์ที่มีประโยชน์ในการสังเคราะห์ทางเคมีของก๊าซไฮโดรเจนบริสุทธิ์จากมีเทนต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา อุปกรณ์นี้ใช้ปฏิกิริยาหลักสองประการ: การปฏิรูปไอน้ำ, การปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติหรือออกซิเดชันบางส่วน มีนักปฏิรูปในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย และนักปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติและนักปฏิรูปก๊าซมีเทนด้วยไอน้ำเป็นสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุด
Steam Reforming คืออะไร
การปฏิรูประบบไอน้ำเป็นเทคนิคในการผลิตซินกาสผ่านปฏิกิริยาของไฮโดรคาร์บอนกับน้ำ ในเทคนิคนี้ วัตถุดิบที่ใช้บ่อยที่สุดคือก๊าซธรรมชาติ จุดประสงค์ของปฏิกิริยาปฏิรูปนี้คือการผลิตก๊าซไฮโดรเจนบริสุทธิ์ Syngas เป็นส่วนผสมของก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในตัวปฏิรูปนี้คือ:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
ปฏิกิริยาข้างต้นดูดความร้อนสูง มันใช้พลังงานจากบริเวณโดยรอบ ก๊าซไฮโดรเจนที่ผลิตผ่านเครื่องปฏิรูปนี้มีชื่อว่า "ไฮโดรเจนสีเทา" เมื่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ผลิตภัณฑ์นี้มีชื่อว่า “ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน” เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนใหญ่ถูกจับและจัดเก็บในลักษณะทางธรณีวิทยา
รูปที่ 01: การผลิตไฮโดรเจนผ่าน Steam Reforming Method
ก๊าซไฮโดรเจนส่วนใหญ่ของโลกผลิตขึ้นจากการปฏิรูปไอน้ำของก๊าซธรรมชาติ ก๊าซไฮโดรเจนที่ผลิตในลักษณะนี้มีประโยชน์ในการสังเคราะห์แอมโมเนียและสารเคมีอื่นๆ ทางอุตสาหกรรม ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในถังปฏิรูปที่มีส่วนผสมของไอน้ำแรงดันสูง ที่นี่มีเทนสัมผัสกับไอน้ำต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล เมื่อเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาที่ถูกต้อง สิ่งสำคัญคือต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรสูง เนื่องจากข้อจำกัดในการแพร่กระจายที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิการทำงานสูง รูปร่างของตัวเร่งปฏิกิริยาที่พบบ่อยที่สุดที่เราสามารถใช้ได้ ได้แก่ ล้อซี่ล้อ ล้อเฟือง และวงแหวนที่มีรู นอกจากนี้ รูปร่างเหล่านี้ยังประกอบด้วยแรงดันตกที่ต่ำซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแอปพลิเคชันนี้
การปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติคืออะไร
การปฏิรูปด้วยความร้อนอัตโนมัติเป็นเทคนิคที่ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์หรือไอน้ำทำปฏิกิริยากับมีเทนทำให้เกิดซินกัสปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในห้องเดียวที่มีก๊าซมีเทนถูกออกซิไดซ์บางส่วน ปฏิกิริยาในอุปกรณ์นี้เป็นแบบคายความร้อนเนื่องจากเกิดออกซิเดชันที่นี่ เราสามารถแสดงคำว่าการปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติเป็น ATR โดยทั่วไป เมื่อส่วนผสมของปฏิกิริยามีคาร์บอนไดออกไซด์ เราสามารถระบุอัตราส่วนผลิตภัณฑ์ของก๊าซไฮโดรเจน: คาร์บอนมอนอกไซด์เป็น 1: 1 แต่ถ้าเราใช้ไอน้ำแทนคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนผสมของผลิตภัณฑ์จะอยู่ในอัตราส่วนของก๊าซไฮโดรเจน: คาร์บอนมอนอกไซด์เป็น 2.5: 1 ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในตัวปฏิรูปมีดังนี้:
การใช้คาร์บอนไดออกไซด์:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
ใช้ไอน้ำ
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
ความแตกต่างระหว่างการปฏิรูป Steam และการปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติคืออะไร
มีนักปฏิรูปหลายรายในอุตสาหกรรมที่เครื่องปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติและตัวปฏิรูปก๊าซมีเทนด้วยไอน้ำเป็นเครื่องที่พบได้บ่อยที่สุด ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการปฏิรูปไอน้ำและการปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติคือ การปฏิรูปไอน้ำใช้ปฏิกิริยาของไฮโดรคาร์บอนกับน้ำ ในขณะที่การปฏิรูปด้วยความร้อนอัตโนมัติใช้ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์หรือไอน้ำในการทำปฏิกิริยากับมีเทนเพื่อสร้างซินกาสนอกจากนี้ การปฏิรูปไอน้ำยังเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน ขณะที่การปฏิรูปด้วยความร้อนอัตโนมัติเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน
ด้านล่างอินโฟกราฟิกสรุปความแตกต่างระหว่างการปฏิรูปไอน้ำและการปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติในรูปแบบตาราง
สรุป – การปฏิรูปไอน้ำเทียบกับการปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติ
Reformers เป็นอุปกรณ์ที่มีประโยชน์ในการสังเคราะห์ทางเคมีของก๊าซไฮโดรเจนบริสุทธิ์จากมีเทนต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา อุปกรณ์มีสองประเภทคือเครื่องปฏิรูปไอน้ำและตัวปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการปฏิรูปไอน้ำและการปฏิรูปความร้อนอัตโนมัติคือ การปฏิรูปไอน้ำใช้ปฏิกิริยาของไฮโดรคาร์บอนกับน้ำ ในขณะที่การปฏิรูปด้วยความร้อนอัตโนมัติใช้ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์หรือไอน้ำในการทำปฏิกิริยากับมีเทนเพื่อสร้างซินกาส
