Sự khác biệt chính giữa quá trình cải cách bằng hơi nước và quá trình cải tạo tự nhiệt là quá trình cải cách bằng hơi nước sử dụng phản ứng của hydrocacbon với nước, trong khi phương pháp tự động cải tạo nhiệt sử dụng phản ứng của khí mê-tan với oxy và carbon dioxide hoặc hơi nước để tạo thành khí tổng hợp.
Reformers là thiết bị hữu ích trong quá trình tổng hợp hóa học khí hydro tinh khiết từ mêtan với sự có mặt của chất xúc tác. Thiết bị này sử dụng hai phản ứng chính: cải cách hơi nước, cải tạo nhiệt tự động hoặc quá trình oxy hóa một phần. Có nhiều thiết bị cải tạo khác nhau trong các ngành công nghiệp, và thiết bị cải cách nhiệt tự động và thiết bị cải tạo mêtan hơi nước là những thiết bị phổ biến nhất.
Cải cách Steam là gì?
Cải cách bằng hơi nước là kỹ thuật sản xuất khí tổng hợp thông qua phản ứng của hydrocacbon với nước. Trong kỹ thuật này, nguyên liệu thô phổ biến nhất là khí tự nhiên. Mục đích của phản ứng cải cách này là sản xuất khí hydro tinh khiết. Syngas là một hỗn hợp của khí hydro và khí carbon dioxide. Phản ứng đang diễn ra trong cải cách này như sau:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
Phản ứng trên thu nhiệt cao; nó tiêu thụ năng lượng từ xung quanh. Khí hydro được tạo ra thông qua thiết bị cải cách này được đặt tên là “hydro màu xám” khi tất cả khí carbon dioxide được thải vào khí quyển. Sản phẩm được đặt tên là “hydro xanh” khi phần lớn carbon dioxide được thu giữ và lưu giữ về mặt địa chất.
Hình 01: Sản xuất hydro thông qua phương pháp cải cách hơi nước
Phần lớn khí hydro trên thế giới được sản xuất thông qua quá trình biến đổi hơi nước của khí tự nhiên. Khí hydro được sản xuất theo cách này rất hữu ích trong công nghiệp tổng hợp amoniac và các hóa chất khác. Phản ứng này diễn ra trong bình cải tiến có hỗn hợp hơi nước áp suất cao. Tại đây, metan được đưa vào tiếp xúc với hơi nước với sự có mặt của chất xúc tác niken. Khi chọn chất xúc tác chính xác, điều quan trọng là sử dụng chất xúc tác có tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích cao vì các hạn chế khuếch tán xảy ra ở nhiệt độ hoạt động cao. Các hình dạng xúc tác phổ biến nhất mà chúng ta có thể sử dụng bao gồm bánh xe có rãnh, bánh răng và vòng có lỗ. Hơn nữa, những hình dạng này bao gồm một sự giảm áp suất thấp rất quan trọng đối với ứng dụng này.
Cải cách tự nhiệt là gì?
Tự động cải tạo nhiệt là một kỹ thuật trong đó oxy và carbon dioxide hoặc hơi nước phản ứng với mêtan, tạo ra khí tổng hợp. Phản ứng này xảy ra trong một buồng đơn, nơi khí metan bị ôxy hóa một phần. Phản ứng trong thiết bị này tỏa nhiệt vì ở đây xảy ra quá trình oxy hóa. Chúng ta có thể biểu thị thuật ngữ tự động định dạng lại là ATR. Nói chung, khi hỗn hợp phản ứng có chứa carbon dioxide, chúng ta có thể chỉ ra tỷ lệ sản phẩm của khí hydro: carbon monoxide là 1: 1. Nhưng nếu chúng ta sử dụng hơi nước thay vì carbon dioxide, thì hỗn hợp sản phẩm sẽ theo tỷ lệ khí hydro: carbon monoxide như 2,5: 1. Các phản ứng đang diễn ra trong chất cải cách như sau:
Sử dụng carbon dioxide:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Sử dụng hơi nước;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
Sự khác biệt giữa Cải cách hơi nước và Cải cách nhiệt điện là gì?
Có nhiều thiết bị cải tạo khác nhau trong các ngành công nghiệp, trong đó thiết bị cải cách nhiệt tự động và thiết bị cải tạo mêtan hơi nước là những thiết bị phổ biến nhất. Sự khác biệt chính giữa quá trình cải cách bằng hơi nước và quá trình cải tạo tự động là quá trình cải tạo bằng hơi nước sử dụng phản ứng của hydrocacbon với nước, trong khi quá trình cải tạo tự động sử dụng oxy và carbon dioxide hoặc hơi nước phản ứng với mêtan để tạo thành khí tổng hợp. Hơn nữa, quá trình cải tạo hơi nước là một phản ứng thu nhiệt trong khi quá trình cải tạo nhiệt tự động là một phản ứng tỏa nhiệt.
Infographic dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa cải cách hơi nước và cải tạo nhiệt tự động ở dạng bảng.
Tóm tắt - Cải cách hơi so với Cải cách nhiệt điện
Reformers là thiết bị hữu ích trong quá trình tổng hợp hóa học khí hydro tinh khiết từ mêtan với sự có mặt của chất xúc tác. Có hai loại thiết bị là máy định dạng hơi nước và máy định dạng nhiệt tự động. Sự khác biệt chính giữa quá trình cải cách bằng hơi nước và quá trình cải tạo tự động là quá trình cải tạo bằng hơi nước sử dụng phản ứng của hydrocacbon với nước, trong khi quá trình cải tạo tự động sử dụng oxy và carbon dioxide hoặc hơi nước phản ứng với mêtan để tạo thành khí tổng hợp.
