الاختلاف الرئيسي بين إعادة التشكيل بالبخار وإعادة التشكيل الذاتي هو أن إعادة التشكيل بالبخار تستخدم تفاعل الهيدروكربونات مع الماء ، في حين أن إعادة التشكيل الحراري الذاتي تستخدم تفاعل الميثان مع الأكسجين وثاني أكسيد الكربون أو البخار لتكوين الغاز التخليقي.
المصلحات هي أجهزة مفيدة في التخليق الكيميائي لغاز الهيدروجين النقي من الميثان في وجود محفز. يستخدم هذا الجهاز تفاعلين رئيسيين: إعادة التشكيل بالبخار أو إعادة التشكيل الذاتي أو الأكسدة الجزئية. هناك العديد من المصلحين المختلفين في الصناعات ، والمصلح الذاتي الحرارة ومصلح الميثان بالبخار هما الأكثر شيوعًا.
ما هو إصلاح Steam؟
إعادة التشكيل بالبخار هي تقنية إنتاج الغاز التخليقي من خلال تفاعل الهيدروكربونات مع الماء. في هذه التقنية ، يعتبر الغاز الطبيعي هو المادة الأولية الأكثر شيوعًا. الغرض من تفاعل إعادة التشكيل هذا هو إنتاج غاز الهيدروجين النقي. Syngas عبارة عن خليط من غاز الهيدروجين وغاز ثاني أكسيد الكربون. رد الفعل الذي يحدث في هذا المصلح هو كالتالي:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
رد الفعل أعلاه ماص للغاية للحرارة ؛ يستهلك الطاقة من البيئة المحيطة. يسمى غاز الهيدروجين المنتج من خلال هذا المصلح "الهيدروجين الرمادي" عندما يتم إطلاق كل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. يُطلق على المنتج اسم "الهيدروجين الأزرق" عندما يتم التقاط معظم ثاني أكسيد الكربون وتخزينه جيولوجيًا.
الشكل 01: إنتاج الهيدروجين عبر طريقة إصلاح البخار
يتم إنتاج غالبية غاز الهيدروجين في العالم من خلال إعادة تشكيل البخار للغاز الطبيعي. يعتبر غاز الهيدروجين المنتج بهذه الطريقة مفيدًا في التخليق الصناعي للأمونيا والمواد الكيميائية الأخرى. يحدث هذا التفاعل في وعاء محسن به خليط بخار عالي الضغط. هنا ، يتلامس الميثان مع البخار في وجود محفز نيكل. عند اختيار المحفز الصحيح ، من المهم استخدام محفز له مساحة سطح عالية إلى نسبة الحجم بسبب قيود الانتشار التي تحدث في درجات حرارة التشغيل العالية. أكثر أشكال المحفزات شيوعًا التي يمكننا استخدامها تشمل العجلات ذات القضبان وعجلات التروس والحلقات التي بها ثقوب. علاوة على ذلك ، تتكون هذه الأشكال من انخفاض ضغط منخفض وهو أمر مهم لهذا التطبيق.
ما هو الإصلاح الذاتي؟
إعادة التشكيل الحراري الذاتي هي تقنية يتفاعل فيها الأكسجين وثاني أكسيد الكربون أو البخار مع الميثان ، لإنتاج غاز التخليق.يحدث هذا التفاعل في غرفة واحدة حيث يتأكسد الميثان جزئيًا. يكون التفاعل في هذا الجهاز طاردًا للحرارة لأن الأكسدة تحدث هنا. يمكننا الإشارة إلى مصطلح الإصلاح الذاتي على أنه ATR. بشكل عام ، عندما يحتوي خليط التفاعل على ثاني أكسيد الكربون ، يمكننا الإشارة إلى نسبة إنتاج غاز الهيدروجين: أول أكسيد الكربون على النحو 1: 1. ولكن إذا كنا نستخدم البخار بدلاً من ثاني أكسيد الكربون ، فسيكون خليط المنتج في نسبة غاز الهيدروجين: أول أكسيد الكربون 2.5: 1. التفاعلات التي تحدث في المصلح هي كما يلي:
استخدام ثاني أكسيد الكربون:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
باستخدام البخار ؛
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
ما هو الفرق بين إصلاح البخار والإصلاح الذاتي؟
هناك العديد من المصلحين المختلفين في الصناعات حيث يكون المصلح الذاتي الحراري ومصلح الميثان البخاري الأكثر شيوعًا. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين إعادة التشكيل بالبخار وإعادة التشكيل الذاتي في أن إعادة التشكيل بالبخار تستخدم تفاعل الهيدروكربونات مع الماء ، في حين أن إعادة التشكيل الحراري الذاتي تستخدم الأكسجين وثاني أكسيد الكربون أو البخار في التفاعل مع الميثان لتكوين غاز تخليقي.علاوة على ذلك ، فإن إعادة التشكيل بالبخار هي تفاعل ماص للحرارة بينما إعادة التشكيل الذاتي هو تفاعل طارد للحرارة.
أدناه مخطط بياني يلخص الاختلافات بين إعادة التشكيل بالبخار وإعادة التشكيل الذاتي في شكل جدول.
ملخص - إصلاح البخار مقابل الإصلاح الذاتي
المصلحات هي أجهزة مفيدة في التخليق الكيميائي لغاز الهيدروجين النقي من الميثان في وجود محفز. هناك نوعان من الأجهزة مثل المصلح بالبخار ومصلح الحرارة الذاتي. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين إعادة التشكيل بالبخار وإعادة التشكيل الذاتي في أن إعادة التشكيل بالبخار تستخدم تفاعل الهيدروكربونات مع الماء ، في حين أن إعادة التشكيل الحراري الذاتي تستخدم الأكسجين وثاني أكسيد الكربون أو البخار في التفاعل مع الميثان لتكوين غاز تخليقي.
