Գոլորշի բարեփոխման և ավտոջերմային բարեփոխման հիմնական տարբերությունն այն է, որ գոլորշու բարեփոխումն օգտագործում է ածխաջրածինների արձագանքը ջրի հետ, մինչդեռ ավտոջերմային բարեփոխումը օգտագործում է մեթանի ռեակցիան թթվածնի և ածխածնի երկօքսիդի կամ գոլորշու հետ՝ սինգազ ձևավորելու համար:
Ռեֆորմատորները սարքեր են, որոնք օգտակար են կատալիզատորի առկայության դեպքում մեթանից մաքուր ջրածնի գազի քիմիական սինթեզում: Այս սարքը օգտագործում է երկու հիմնական ռեակցիա՝ գոլորշու բարեփոխում, ավտոջերմային բարեփոխում կամ մասնակի օքսիդացում: Արդյունաբերության մեջ կան բազմաթիվ տարբեր ռեֆորմատորներ, և ավտոջերմային ռեֆորմատորները և գոլորշու մեթանի ռեֆորմատորները ամենատարածվածն են:
Ի՞նչ է Steam Reforming-ը:
Գոլորշի բարեփոխումը սինգազի արտադրության տեխնիկան է ածխաջրածինների ջրի հետ ռեակցիայի միջոցով: Այս տեխնիկայում ամենատարածված հումքը բնական գազն է: Այս բարեփոխիչ ռեակցիայի նպատակը մաքուր ջրածնի գազի արտադրությունն է։ Սինգասը ջրածնի և ածխաթթու գազի խառնուրդ է: Արձագանքը, որ տեղի է ունենում այս բարեփոխիչի մոտ, հետևյալն է.
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
Վերոնշյալ ռեակցիան խիստ էնդոթերմիկ է. այն էներգիա է սպառում շրջապատից: Այս բարեփոխիչի միջոցով արտադրվող ջրածնի գազը կոչվում է «գորշ ջրածին», երբ ամբողջ ածխաթթու գազը դուրս է գալիս մթնոլորտ: Արտադրանքը կոչվում է «կապույտ ջրածին», երբ ածխածնի երկօքսիդի մեծ մասը գրավվում և պահվում է երկրաբանորեն:
Նկար 01. Ջրածնի արտադրություն գոլորշու բարեփոխման մեթոդի միջոցով
Աշխարհում ջրածնի գազի մեծ մասն արտադրվում է բնական գազի գոլորշու բարեփոխման միջոցով: Այս եղանակով արտադրված ջրածինը օգտակար է ամոնիակի և այլ քիմիական նյութերի արդյունաբերական սինթեզում: Այս ռեակցիան տեղի է ունենում ռեֆորմատորային նավի մեջ, որն ունի գոլորշու բարձր ճնշման խառնուրդ: Այստեղ մեթանը շփվում է գոլորշու հետ՝ նիկելի կատալիզատորի առկայության դեպքում։ Ճիշտ կատալիզատոր ընտրելիս կարևոր է օգտագործել կատալիզատոր, որն ունի մակերեսի և ծավալի բարձր հարաբերակցություն՝ դիֆուզիոն սահմանափակումների պատճառով, որոնք առաջանում են բարձր աշխատանքային ջերմաստիճաններում: Ամենատարածված կատալիզատորի ձևերը, որոնք մենք կարող ենք օգտագործել, ներառում են սրածայր անիվները, փոխանցման անիվները և անցքերով օղակները: Ավելին, այս ձևերը բաղկացած են ցածր ճնշման անկումից, որը կարևոր է այս կիրառման համար:
Ի՞նչ է ինքնաջերմային բարեփոխումը:
Ավտոջերմային բարեփոխումը տեխնիկա է, երբ թթվածինը և ածխաթթու գազը կամ գոլորշին փոխազդում են մեթանի հետ՝ առաջացնելով սինգազ։Այս ռեակցիան տեղի է ունենում մեկ խցիկում, որտեղ մեթանը մասամբ օքսիդանում է: Այս սարքի ռեակցիան էկզոթերմիկ է, քանի որ այստեղ տեղի է ունենում օքսիդացում: Ավտոջերմային բարեփոխում տերմինը կարող ենք նշել որպես ATR: Ընդհանրապես, երբ ռեակցիայի խառնուրդը պարունակում է ածխածնի երկօքսիդ, մենք կարող ենք ցույց տալ ջրածնի գազի արտադրանքի հարաբերակցությունը՝ ածխածնի մոնօքսիդ 1:1: ածխածնի երկօքսիդը որպես 2.5: 1. Ռեֆորմատորում տեղի ունեցող ռեակցիաները հետևյալն են.
Օգտագործելով ածխաթթու գազ՝
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Օգտագործելով գոլորշու;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
Ո՞րն է տարբերությունը Steam Reforming-ի և Autothermal Reforming-ի միջև:
Արդյունաբերության մեջ կան բազմաթիվ տարբեր բարեփոխիչներ, որտեղ ավտոջերմային ռեֆորմատորները և գոլորշու մեթանի ռեֆորմատորները ամենատարածվածն են: Գոլորշի բարեփոխման և ավտոջերմային բարեփոխման հիմնական տարբերությունն այն է, որ գոլորշու բարեփոխումն օգտագործում է ածխաջրածինների արձագանքը ջրի հետ, մինչդեռ ավտոջերմային բարեփոխումը օգտագործում է թթվածին և ածխաթթու գազ կամ գոլորշի մեթանի հետ ռեակցիայի մեջ՝ սինգազ ձևավորելու համար:Ավելին, գոլորշու բարեփոխումը էնդոթերմիկ ռեակցիա է, մինչդեռ ավտոջերմային բարեփոխումը էկզոթերմիկ ռեակցիա է:
Ստորև ինֆոգրաֆիկայում ամփոփվում են գոլորշու բարեփոխման և ավտոջերմային բարեփոխման միջև եղած տարբերությունները աղյուսակային տեսքով:
Ամփոփում – Steam Reforming vs Autothermal Reforming
Ռեֆորմատորները սարքեր են, որոնք օգտակար են կատալիզատորի առկայության դեպքում մեթանից մաքուր ջրածնի գազի քիմիական սինթեզում: Գոյություն ունեն երկու տեսակի սարքեր՝ գոլորշու ռեֆորմատոր և ավտոջերմային ռեֆորմատոր: Գոլորշի բարեփոխման և ավտոջերմային բարեփոխման հիմնական տարբերությունն այն է, որ գոլորշու բարեփոխումն օգտագործում է ածխաջրածինների արձագանքը ջրի հետ, մինչդեռ ավտոջերմային բարեփոխումը օգտագործում է թթվածին և ածխաթթու գազ կամ գոլորշի մեթանի հետ ռեակցիայի մեջ՝ սինգազ ձևավորելու համար:
