Der Hauptunterschied zwischen Dampfreformierung und autothermer Reformierung besteht darin, dass Dampfreformierung die Reaktion von Kohlenwasserstoffen mit Wasser verwendet, während autotherme Reformierung die Reaktion von Methan mit Sauerstoff und Kohlendioxid oder Dampf zur Bildung von Synthesegas verwendet.
Reformer sind Geräte, die bei der chemischen Synthese von reinem Wasserstoffgas aus Methan in Gegenwart eines Katalysators nützlich sind. Dieses Gerät verwendet zwei Hauptreaktionen: Dampfreformierung, autotherme Reformierung oder partielle Oxidation. Es gibt viele verschiedene Reformer in der Industrie, und autotherme Reformer und Dampf-Methan-Reformer sind die gebräuchlichsten.
Was ist Dampfreformieren?
Dampfreformierung ist die Technik zur Herstellung von Synthesegas durch die Reaktion von Kohlenwasserstoffen mit Wasser. Bei dieser Technik ist das häufigste Ausgangsmaterial Erdgas. Der Zweck dieser Reformierungsreaktion ist die Erzeugung von reinem Wasserstoffgas. Syngas ist eine Mischung aus Wasserstoffgas und Kohlendioxidgas. Die Reaktion, die in diesem Reformer stattfindet, ist wie folgt:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
Die obige Reaktion ist stark endotherm; es verbraucht Energie aus der Umgebung. Das durch diesen Reformer erzeugte Wasserstoffgas wird als „grauer Wasserstoff“bezeichnet, wenn das gesamte Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt wird. Das Produkt wird „blauer Wasserstoff“genannt, wenn der größte Teil des Kohlendioxids aufgefangen und geologisch gespeichert wird.
Abbildung 01: Wasserstofferzeugung mittels Steam-Reforming-Verfahren
Der Großteil des weltweiten Wasserstoffgases wird durch Dampfreformierung von Erdgas hergestellt. Auf diese Weise erzeugtes Wasserstoffgas ist nützlich bei der industriellen Synthese von Ammoniak und anderen Chemikalien. Diese Reaktion findet in einem Reformerbehälter statt, der ein Hochdruckdampfgemisch aufweist. Dabei wird Methan in Gegenwart eines Nickelkatalysators mit Wasserdampf in Kontakt gebracht. Bei der Auswahl des richtigen Katalysators ist es wegen der bei hohen Betriebstemperaturen auftretenden Diffusionsbeschränkungen wichtig, einen Katalysator mit einem hohen Verhältnis von Oberfläche zu Volumen zu verwenden. Die gebräuchlichsten Katalysatorformen, die wir verwenden können, sind Speichenräder, Zahnräder und Ringe mit Löchern. Außerdem weisen diese Formen einen für diese Anwendung wichtigen geringen Druckabfall auf.
Was ist autotherme Reformierung?
Autotherme Reformierung ist eine Technik, bei der Sauerstoff und Kohlendioxid oder Dampf mit Methan reagieren und Synthesegas erzeugen. Diese Reaktion findet in einer einzigen Kammer statt, in der Methan teilweise oxidiert wird. Die Reaktion in diesem Gerät ist exotherm, da hier eine Oxidation stattfindet. Wir können den Begriff autotherme Reformierung als ATR bezeichnen. Wenn das Reaktionsgemisch Kohlendioxid enthält, können wir im Allgemeinen das Produktverhältnis von Wasserstoffgas zu Kohlenmonoxid als 1: 1 angeben. Wenn wir jedoch Dampf anstelle von Kohlendioxid verwenden, würde das Produktgemisch im Verhältnis von Wasserstoffgas stehen: Kohlenmonoxid als 2,5: 1. Im Reformer finden folgende Reaktionen statt:
Verwendung von Kohlendioxid:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Dampf verwenden;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
Was ist der Unterschied zwischen Dampfreformierung und autothermer Reformierung?
Es gibt viele verschiedene Reformer in Branchen, in denen autotherme Reformer und Dampf-Methan-Reformer am häufigsten vorkommen. Der Hauptunterschied zwischen der Dampfreformierung und der autothermen Reformierung besteht darin, dass die Dampfreformierung die Reaktion von Kohlenwasserstoffen mit Wasser verwendet, während die autotherme Reformierung Sauerstoff und Kohlendioxid oder Dampf in Reaktion mit Methan verwendet, um Syngas zu bilden. Darüber hinaus ist die Dampfreformierung eine endotherme Reaktion, während die autotherme Reformierung eine exotherme Reaktion ist.
Die folgende Infografik fasst die Unterschiede zwischen Dampfreformierung und autothermer Reformierung in tabellarischer Form zusammen.
Zusammenfassung – Dampfreformierung vs. autotherme Reformierung
Reformer sind Geräte, die bei der chemischen Synthese von reinem Wasserstoffgas aus Methan in Gegenwart eines Katalysators nützlich sind. Es gibt zwei Arten von Vorrichtungen, nämlich den Dampfreformer und den autothermen Reformer. Der Hauptunterschied zwischen der Dampfreformierung und der autothermen Reformierung besteht darin, dass die Dampfreformierung die Reaktion von Kohlenwasserstoffen mit Wasser verwendet, während die autotherme Reformierung Sauerstoff und Kohlendioxid oder Dampf in Reaktion mit Methan verwendet, um Syngas zu bilden.
