La differenza fondamentale tra il reforming a vapore e il reforming autotermico è che il reforming a vapore utilizza la reazione degli idrocarburi con l'acqua, mentre il reforming autotermico utilizza la reazione del metano con ossigeno e anidride carbonica o vapore per formare syngas.
I riformatori sono dispositivi utili nella sintesi chimica di gas idrogeno puro da metano in presenza di un catalizzatore. Questo dispositivo utilizza due reazioni principali: steam reforming, autothermal reforming o ossidazione parziale. Ci sono molti diversi riformatori nelle industrie, e il riformatore autotermico e il riformatore di metano a vapore sono i più comuni.
Cos'è Steam Reforming?
Lo steam reforming è la tecnica per produrre syngas attraverso la reazione degli idrocarburi con l'acqua. In questa tecnica, la materia prima più comune è il gas naturale. Lo scopo di questa reazione di reforming è la produzione di gas idrogeno puro. Syngas è una miscela di gas idrogeno e anidride carbonica. La reazione che sta avvenendo in questo riformatore è la seguente:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
La reazione di cui sopra è altamente endotermica; consuma energia dall'ambiente circostante. L'idrogeno gassoso prodotto attraverso questo reformer è chiamato "idrogeno grigio" quando tutta l'anidride carbonica viene rilasciata nell'atmosfera. Il prodotto prende il nome di "idrogeno blu" quando la maggior parte dell'anidride carbonica viene catturata e immagazzinata geologicamente.
Figura 01: Produzione di idrogeno tramite il metodo di reforming del vapore
La maggior parte dell'idrogeno nel mondo viene prodotta attraverso il reforming a vapore del gas naturale. L'idrogeno gassoso prodotto in questo modo è utile nella sintesi industriale di ammoniaca e altre sostanze chimiche. Questa reazione avviene in un recipiente di reforming avente una miscela di vapore ad alta pressione. Qui il metano viene messo a contatto con il vapore in presenza di un catalizzatore di nichel. Quando si sceglie il catalizzatore corretto, è importante utilizzare un catalizzatore con un elevato rapporto tra area superficiale e volume a causa dei limiti di diffusione che si verificano ad elevate temperature di esercizio. Le forme di catalizzatore più comuni che possiamo utilizzare includono ruote a raggi, ruote dentate e anelli con fori. Inoltre, queste forme sono costituite da una bassa caduta di pressione importante per questa applicazione.
Cos'è il Reforming Autotermico?
Il reforming autotermico è una tecnica in cui ossigeno e anidride carbonica o vapore reagiscono con il metano, producendo syngas. Questa reazione avviene in un'unica camera dove il metano viene parzialmente ossidato. La reazione in questo dispositivo è esotermica perché qui si verifica l'ossidazione. Possiamo denotare il termine reforming autotermico come ATR. Generalmente, quando la miscela di reazione contiene anidride carbonica, possiamo indicare il rapporto prodotto di idrogeno gassoso: monossido di carbonio come 1: 1. Ma se stiamo usando vapore invece di anidride carbonica, la miscela di prodotto sarebbe nel rapporto di idrogeno gassoso: monossido di carbonio come 2.5: 1. Le reazioni che hanno luogo nel reformer sono le seguenti:
Usare anidride carbonica:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Usare il vapore;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
Qual è la differenza tra Steam Reforming e Autothermal Reforming?
Ci sono molti riformatori diversi nei settori in cui il riformatore autotermico e il riformatore di metano a vapore sono i più comuni. Il differenza fondamentale tra il reforming a vapore e il reforming autotermico è quello il reforming a vapore utilizza la reazione degli idrocarburi con l'acqua, mentre il reforming autotermico utilizza ossigeno e anidride carbonica o vapore in reazione con il metano per formare syngas. Inoltre, il reforming a vapore è una reazione endotermica mentre il reforming autotermico è una reazione esotermica.
Qui sotto l'infografica riassume le differenze tra steam reforming e autothermal reforming in forma tabellare.
Riepilogo – Steam Reforming vs Autothermal Reforming
I riformatori sono dispositivi utili nella sintesi chimica di gas idrogeno puro da metano in presenza di un catalizzatore. Esistono due tipi di dispositivi come il reformer a vapore e il reformer autotermico. Il differenza fondamentale tra il reforming a vapore e il reforming autotermico è quello il reforming a vapore utilizza la reazione degli idrocarburi con l'acqua, mentre il reforming autotermico utilizza ossigeno e anidride carbonica o vapore in reazione con il metano per formare syngas.
