Buhar reformingi ve ototermal reform arasındaki temel fark, buhar reformunun hidrokarbonların su ile reaksiyonunu kullanması, ototermal reformun ise sentez gazı oluşturmak için metanın oksijen ve karbon dioksit veya buharla reaksiyonunu kullanmasıdır.
Reformerler, bir katalizör varlığında metandan saf hidrojen gazının kimyasal sentezinde faydalı cihazlardır. Bu cihaz iki ana reaksiyon kullanır: buhar reforming, ototermal reform veya kısmi oksidasyon. Endüstrilerde pek çok farklı dönüştürücü vardır ve ototermal dönüştürücü ve buhar metan dönüştürücüsü en yaygın olanlarıdır.
Steam Reformu Nedir?
Buhar reformingi, hidrokarbonların su ile reaksiyonu yoluyla sentez gazı üretme tekniğidir. Bu teknikte en yaygın hammadde doğal gazdır. Bu reform reaksiyonunun amacı saf hidrojen gazının üretilmesidir. Syngas, hidrojen gazı ve karbondioksit gazının bir karışımıdır. Bu reformcuda meydana gelen reaksiyon şu şekildedir:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
Yukarıdaki reaksiyon oldukça endotermiktir; çevreden enerji tüketir. Bu dönüştürücü aracılığıyla üretilen hidrojen gazı, tüm karbondioksit atmosfere salındığında “gri hidrojen” olarak adlandırılır. Karbondioksitin çoğu yakalanıp jeolojik olarak depolandığında ürüne "mavi hidrojen" adı verilir.
Şekil 01: Buhar Reforming Yöntemi ile Hidrojen Üretimi
Dünyadaki hidrojen gazının çoğu, doğal gazın buhar reformasyonu yoluyla üretilir. Bu şekilde üretilen hidrojen gazı, amonyak ve diğer kimyasalların endüstriyel sentezinde faydalıdır. Bu reaksiyon, yüksek basınçlı bir buhar karışımına sahip bir reformer kabında gerçekleşir. Burada metan, bir nikel katalizörü varlığında buharla temas ettirilir. Doğru katalizörü seçerken, yüksek çalışma sıcaklıklarında meydana gelen difüzyon sınırlamaları nedeniyle yüksek yüzey alanı/hacim oranına sahip bir katalizör kullanmak önemlidir. Kullanabileceğimiz en yaygın katalizör şekilleri, telli tekerlekleri, dişli çarkları ve delikli halkaları içerir. Ayrıca bu şekiller, bu uygulama için önemli olan düşük bir basınç düşüşünden oluşur.
Ototermal Reform Nedir?
Ototermal reforming, oksijen ve karbon dioksit veya buharın metan ile reaksiyona girerek sentez gazı ürettiği bir tekniktir. Bu reaksiyon, metanın kısmen oksitlendiği tek bir odada meydana gelir. Bu cihazdaki reaksiyon ekzotermiktir çünkü burada oksidasyon meydana gelir. Ototermal reforming terimini ATR olarak gösterebiliriz. Genel olarak, reaksiyon karışımı karbon dioksit içerdiğinde, hidrojen gazı: karbon monoksit ürün oranını 1: 1 olarak gösterebiliriz. Ancak karbondioksit yerine buhar kullanıyorsak, ürün karışımı hidrojen gazı oranında olacaktır: 2.5 olarak karbon monoksit: 1. Reformer içinde meydana gelen reaksiyonlar aşağıdaki gibidir:
Karbondioksit kullanma:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Buhar kullanma;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
Buhar Reformu ile Ototermal Reformasyonun Farkı Nedir?
Ototermal dönüştürücü ve buhar metan dönüştürücünün en yaygın olduğu endüstrilerde birçok farklı dönüştürücü vardır. Buhar reforming ve ototermal reform arasındaki temel fark, buhar reformunun hidrokarbonların su ile reaksiyonunu kullanması, ototermal reformun ise sentez gazı oluşturmak için oksijen ve karbon dioksit veya metan ile reaksiyonda buhar kullanmasıdır. Ayrıca, buhar reformasyonu endotermik bir reaksiyonken, ototermal reforming ekzotermik bir reaksiyondur.
Aşağıdaki infografik, buhar reformingi ile ototermal reform arasındaki farkları tablo halinde özetler.
Özet – Buhar Reformu vs Ototermal Reform
Reformerler, bir katalizör varlığında metandan saf hidrojen gazının kimyasal sentezinde faydalı cihazlardır. Buhar dönüştürücü ve ototermal dönüştürücü olmak üzere iki tür cihaz vardır. Buhar reforming ve ototermal reform arasındaki temel fark, buhar reformunun hidrokarbonların su ile reaksiyonunu kullanması, ototermal reformun ise sentez gazı oluşturmak için oksijen ve karbon dioksit veya metan ile reaksiyonda buhar kullanmasıdır.
