Het belangrijkste verschil tussen stoomreforming en autothermische reforming is dat stoomreforming de reactie van koolwaterstoffen met water gebruikt, terwijl autothermische reforming de reactie van methaan met zuurstof en koolstofdioxide of stoom gebruikt om syngas te vormen.
Reformers zijn apparaten die nuttig zijn bij de chemische synthese van zuiver waterstofgas uit methaan in aanwezigheid van een katalysator. Dit apparaat maakt gebruik van twee hoofdreacties: stoomreforming, autothermische reforming of gedeeltelijke oxidatie. Er zijn veel verschillende reformers in industrieën, en autothermische reformer en stoommethaanreformer zijn de meest voorkomende.
Wat is Steam Reforming?
Stoomreforming is de techniek om syngas te produceren door de reactie van koolwaterstoffen met water. Bij deze techniek is aardgas de meest voorkomende grondstof. Het doel van deze reformeringsreactie is de productie van zuiver waterstofgas. Syngas is een mengsel van waterstofgas en kooldioxidegas. De reactie die plaatsvindt in deze reformer is als volgt:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
De bovenstaande reactie is sterk endotherm; het verbruikt energie uit de omgeving. Het waterstofgas dat door deze reformer wordt geproduceerd, wordt "grijze waterstof" genoemd wanneer alle koolstofdioxide in de atmosfeer terechtkomt. Het product wordt "blauwe waterstof" genoemd wanneer het grootste deel van de koolstofdioxide wordt opgevangen en geologisch wordt opgeslagen.
Figuur 01: Waterstofproductie via stoomreformingmethode
Het grootste deel van het waterstofgas in de wereld wordt geproduceerd door middel van stoomreforming van aardgas. Op deze manier geproduceerd waterstofgas is bruikbaar bij de industriële synthese van ammoniak en andere chemicaliën. Deze reactie vindt plaats in een reformervat met een stoommengsel onder hoge druk. Hierbij wordt methaan in aanwezigheid van een nikkelkatalysator in contact gebracht met stoom. Bij het kiezen van de juiste katalysator is het belangrijk om een katalysator te gebruiken met een hoge oppervlakte/volumeverhouding vanwege de diffusiebeperkingen die optreden bij hoge bedrijfstemperaturen. De meest voorkomende katalysatorvormen die we kunnen gebruiken zijn onder meer spaakwielen, tandwielen en ringen met gaten. Bovendien bestaan deze vormen uit een lage drukval die belangrijk is voor deze toepassing.
Wat is autothermische hervorming?
Autothermische reforming is een techniek waarbij zuurstof en koolstofdioxide of stoom reageren met methaan, waarbij syngas ontstaat. Deze reactie vindt plaats in een enkele kamer waar methaan gedeeltelijk wordt geoxideerd. De reactie in dit apparaat is exotherm omdat hier oxidatie optreedt. We kunnen de term autothermische reforming aanduiden als ATR. Over het algemeen kunnen we, wanneer het reactiemengsel kooldioxide bevat, de productverhouding waterstofgas: koolmonoxide aangeven als 1: 1. Maar als we stoom gebruiken in plaats van kooldioxide, dan zou het productmengsel de verhouding waterstofgas hebben: koolmonoxide als 2.5: 1. Reacties die plaatsvinden in de reformer zijn als volgt:
Kooldioxide gebruiken:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Stoom gebruiken;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
Wat is het verschil tussen stoomreforming en autothermische reforming?
Er zijn veel verschillende reformers in industrieën waar autothermische reformer en stoommethaanreformer de meest voorkomende zijn. Het belangrijkste verschil tussen stoomreforming en autothermische reforming is dat stoomreforming de reactie van koolwaterstoffen met water gebruikt, terwijl autothermische reforming zuurstof en koolstofdioxide of stoom gebruikt in reactie met methaan om syngas te vormen. Bovendien is stoomreforming een endotherme reactie, terwijl autothermische reforming een exotherme reactie is.
De onderstaande infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen stoomreforming en autothermische reforming in tabelvorm.
Samenvatting – Stoomreforming versus autothermische reforming
Reformers zijn apparaten die nuttig zijn bij de chemische synthese van zuiver waterstofgas uit methaan in aanwezigheid van een katalysator. Er zijn twee soorten apparaten als de stoomreformer en de autothermische reformer. Het belangrijkste verschil tussen stoomreforming en autothermische reforming is dat stoomreforming de reactie van koolwaterstoffen met water gebruikt, terwijl autothermische reforming zuurstof en koolstofdioxide of stoom gebruikt in reactie met methaan om syngas te vormen.
