ორთქლის რეფორმირებასა და აუტოთერმულ რეფორმირებას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ორთქლის რეფორმირება იყენებს ნახშირწყალბადების რეაქციას წყალთან, ხოლო აუტოთერმული რეფორმირება იყენებს მეთანის რეაქციას ჟანგბადთან და ნახშირორჟანგთან ან ორთქლთან სინგაზის წარმოქმნით.
რეფორმატორები არის მოწყობილობები, რომლებიც სასარგებლოა მეთანისგან სუფთა წყალბადის გაზის ქიმიურ სინთეზში კატალიზატორის თანდასწრებით. ეს მოწყობილობა იყენებს ორ ძირითად რეაქციას: ორთქლის რეფორმირებას, ავტოთერმულ რეფორმირებას ან ნაწილობრივ დაჟანგვას. მრეწველობაში მრავალი განსხვავებული რეფორმატორია და ყველაზე გავრცელებულია ავტოთერმული რეფორმატორი და ორთქლის მეთანის რეფორმატორი.
რა არის Steam Reforming?
ორთქლის რეფორმირება არის სინგაზის წარმოების ტექნიკა წყალთან ნახშირწყალბადების რეაქციის გზით. ამ ტექნიკაში ყველაზე გავრცელებული საკვებია ბუნებრივი აირი. ამ რეფორმირების რეაქციის მიზანია სუფთა წყალბადის გაზის წარმოება. სინგაზი არის წყალბადის გაზისა და ნახშირორჟანგის ნაზავი. რეაქცია, რომელიც ხდება ამ რეფორმატორში, ასეთია:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
ზემოხსენებული რეაქცია ძლიერ ენდოთერმულია; ის მოიხმარს ენერგიას გარემოდან. ამ რეფორმატორის მეშვეობით წარმოქმნილ წყალბადის გაზს ეწოდება "ნაცრისფერი წყალბადი", როდესაც ნახშირორჟანგი ატმოსფეროში გამოიყოფა. პროდუქტს ეწოდა "ლურჯი წყალბადი", როდესაც ნახშირორჟანგის უმეტესი ნაწილი ითვისება და ინახება გეოლოგიურად.
სურათი 01: წყალბადის წარმოება ორთქლის რეფორმირების მეთოდით
მსოფლიოში წყალბადის გაზის უმრავლესობა წარმოიქმნება ბუნებრივი აირის ორთქლის რეფორმით. ამ გზით წარმოებული წყალბადის გაზი სასარგებლოა ამიაკის და სხვა ქიმიკატების სამრეწველო სინთეზში. ეს რეაქცია ხდება რეფორმატორულ ჭურჭელში, რომელსაც აქვს ორთქლის მაღალი წნევის ნარევი. აქ მეთანი ნიკელის კატალიზატორის თანდასწრებით ორთქლთან კონტაქტში შედის. სწორი კატალიზატორის არჩევისას მნიშვნელოვანია გამოვიყენოთ კატალიზატორი, რომელსაც აქვს ზედაპირის ფართობის მაღალი თანაფარდობა მოცულობის თანაფარდობაზე, დიფუზიის შეზღუდვების გამო, რომელიც ხდება მაღალ სამუშაო ტემპერატურაზე. კატალიზატორის ყველაზე გავრცელებულ ფორმებს, რომლებიც ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ, მოიცავს შუბლოვანი ბორბლები, გადაცემათა ბორბლები და რგოლები, რომლებსაც აქვთ ხვრელები. უფრო მეტიც, ეს ფორმები შედგება დაბალი წნევის ვარდნისაგან, რაც მნიშვნელოვანია ამ განაცხადისთვის.
რა არის ავტოთერმული რეფორმირება?
ავტოთერმული რეფორმირება არის ტექნიკა, რომლის დროსაც ჟანგბადი და ნახშირორჟანგი ან ორთქლი რეაგირებს მეთანთან, წარმოქმნის სინგაზს.ეს რეაქცია ხდება ერთ პალატაში, სადაც მეთანი ნაწილობრივ იჟანგება. რეაქცია ამ მოწყობილობაში არის ეგზოთერმული, რადგან აქ ხდება დაჟანგვა. ჩვენ შეგვიძლია აღვნიშნოთ ტერმინი ავტოთერმული რეფორმირება, როგორც ATR. ზოგადად, როდესაც რეაქციის ნარევი შეიცავს ნახშირორჟანგს, შეგვიძლია მივუთითოთ წყალბადის გაზის პროდუქტის თანაფარდობა: ნახშირბადის მონოქსიდი, როგორც 1: 1. მაგრამ თუ ნახშირორჟანგის ნაცვლად ვიყენებთ ორთქლს, მაშინ პროდუქტის ნარევი იქნება წყალბადის გაზის თანაფარდობა: ნახშირბადის მონოქსიდი, როგორც 2.5: 1. რეაქციები, რომლებიც მიმდინარეობს რეფორმატორში არის შემდეგი:
ნახშირორჟანგის გამოყენება:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
ორთქლის გამოყენება;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
რა განსხვავებაა ორთქლის რეფორმირებასა და ავტოთერმულ რეფორმირებას შორის?
არსებობს მრავალი განსხვავებული რეფორმატორი ინდუსტრიებში, სადაც ყველაზე გავრცელებულია ავტოთერმული რეფორმატორი და ორთქლის მეთანის რეფორმატორი. ორთქლის რეფორმირებასა და აუტოთერმულ რეფორმას შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ ორთქლის რეფორმირება იყენებს ნახშირწყალბადების რეაქციას წყალთან, ხოლო აუტოთერმული რეფორმირება იყენებს ჟანგბადს და ნახშირორჟანგს ან ორთქლს მეთანთან რეაქციაში სინგაზის შესაქმნელად.უფრო მეტიც, ორთქლის რეფორმირება არის ენდოთერმული რეაქცია, ხოლო აუტოთერმული რეფორმირება არის ეგზოთერმული რეაქცია.
ქვემოთ ინფოგრაფიკა აჯამებს განსხვავებებს ორთქლის რეფორმირებასა და ავტოთერმულ რეფორმირებას შორის ცხრილის სახით.
შეჯამება – ორთქლის რეფორმირება ავტოთერმული რეფორმირების წინააღმდეგ
რეფორმატორები არის მოწყობილობები, რომლებიც სასარგებლოა მეთანისგან სუფთა წყალბადის გაზის ქიმიურ სინთეზში კატალიზატორის თანდასწრებით. არსებობს ორი ტიპის მოწყობილობა, როგორიცაა ორთქლის რეფორმატორი და ავტოთერმული რეფორმატორი. ორთქლის რეფორმირებასა და აუტოთერმულ რეფორმას შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ ორთქლის რეფორმირება იყენებს ნახშირწყალბადების რეაქციას წყალთან, ხოლო აუტოთერმული რეფორმირება იყენებს ჟანგბადს და ნახშირორჟანგს ან ორთქლს მეთანთან რეაქციაში სინგაზის შესაქმნელად.
