Hispanopedia WikiUn reformador de metano es un dispositivo basado en el reformado con vapor , el reformado autotérmico o la oxidación parcial , y es un tipo de síntesis química que puede producir hidrógeno puro a partir de metano mediante un catalizador . Existen varios tipos de reformadores en desarrollo, pero los más comunes en la industria son el reformado autotérmico (ATR) y el reformado de metano con vapor (SMR). La mayoría de los métodos funcionan exponiendo el metano a un catalizador (generalmente níquel ) a alta temperatura y presión.
Reformado con vapor
El reformado con vapor (SR), también conocido como reformado de metano con vapor (SMR), utiliza una fuente externa de gas caliente para calentar tubos donde tiene lugar una reacción catalítica que convierte vapor e hidrocarburos ligeros como metano, biogás o materia prima de refinería en hidrógeno y monóxido de carbono (gas de síntesis). El gas de síntesis reacciona posteriormente en el reactor para generar más hidrógeno y dióxido de carbono. Los óxidos de carbono se eliminan antes de su uso mediante adsorción por cambio de presión (PSA) con tamices moleculares para la purificación final. La PSA adsorbe las impurezas del gas de síntesis para obtener hidrógeno puro.
- CH₄ + H₂O (vapor) → CO + 3 H₂ Endotérmico
- CO + H₂O ( vapor) → CO₂ + H₂ Exotérmica
Reformado autotérmico
El reformado autotérmico (ATR) utiliza oxígeno y dióxido de carbono o vapor de agua en una reacción con metano para formar gas de síntesis . La reacción tiene lugar en una sola cámara donde el metano se oxida parcialmente. La reacción es exotérmica debido a la oxidación. Cuando el ATR utiliza dióxido de carbono, la relación H₂ : CO producida es 1:1; cuando utiliza vapor de agua, la relación H₂ :CO producida es 2,5:1.
Las reacciones se pueden describir mediante las siguientes ecuaciones, utilizando CO 2 :
- 2 CH 4 + O 2 + CO 2 → 3 H 2 + 3 CO + H 2 O
Y usando vapor:
- 4 CH 4 + O 2 + 2 H 2 O → 10 H 2 + 4 CO
La temperatura de salida del gas de síntesis está entre 950 y 1100 °C y la presión de salida puede llegar a ser de hasta 100 bar . [ 1 ]
La principal diferencia entre SMR y ATR radica en que SMR solo utiliza oxígeno del aire para la combustión como fuente de calor para generar vapor, mientras que ATR quema oxígeno directamente. La ventaja de ATR es que la relación H₂ : CO puede variarse, lo cual resulta especialmente útil para la producción de ciertos biocombustibles de segunda generación , como el DME , que requiere una relación H₂:CO de 1: 1 .
Oxidación parcial
La oxidación parcial (POX) es un tipo de reacción química. Ocurre cuando una mezcla subestequiométrica de combustible y aire se combustiona parcialmente en un reformador, creando un gas de síntesis rico en hidrógeno que luego puede utilizarse para otros fines.
Ventajas y desventajas
El costo de capital de las plantas de reformado de vapor es prohibitivo para aplicaciones de tamaño pequeño a mediano debido a que la tecnología no se adapta bien a escalas menores. Las plantas de reformado de vapor convencionales operan a presiones entre 200 y 600 psi con temperaturas de salida en el rango de 815 a 925 °C. Sin embargo, los análisis han demostrado que, si bien su construcción es más costosa, un SMR bien diseñado puede producir hidrógeno de manera más rentable que un ATR para aplicaciones más pequeñas. [ 2 ]
Véase también
Referencias
Enlaces externos
- Harvest Energy Technology, Inc., una empresa de Air Products and Chemicals Incorporated.
- Producción de hidrógeno
- pilas de combustible
- Equipos químicos
- Gases industriales