Metanreformering

Den reformering av metan er en kjemisk reaksjon som omfatter å produsere hydrogen fra metan som er tilstede i naturgassen eller biogass .

Det er to hoved metan reforming prosesser : dampreformering og tørr reformering.

Reform av metandamp

Den dampreformering (også kalt dampreformering, i engelsk  : dampreformering ) metan ( damp-metan-reformering eller SMR) består i å omsette den sistnevnte med vanndamp i nærvær av en katalysator . Denne transformasjonen skjer ved høy temperatur ( 840  til  950  ° C ), under moderat trykk (20 til 30  bar) og i henhold til en sterkt endoterm reaksjon , for å produsere dihydrogen  :

CH 4+ H 2 O↔ CO + 3 H 2          ΔH ° 298 = +206,2  kJ mol −1           (1)

Den karbonmonoksid produseres i reaksjonen reagerer også med vann i en svakt eksoterm reaksjon  :

CO + H 2 O↔ CO 2+ H 2            ΔH ° 298 = −41,1 kJ mol −1 (2)               

Denne dampreformeringsprosessen består av to reaksjoner:

Nedstrøms for disse to reaktorene er det vanligvis en avkarboneringsenhet for å fjerne CO 2dannet av skiftkonvertering .

Dampreformering av hydrokarboner (spesielt metan, som er hovedbestanddelen av naturgass , biogass og mesteparten av biometan ) er en metode som er mye brukt til å produsere hydrogen, og etterspørselen etter kan øke (med utvikling av brenselceller ). bestemt).

Tørr reformering av metan

Tørr metanreformering er en prosess som bruker CH 4og CO 2 :

CH 4+ CO 2CO 2 CO + 2 H 2          ΔH ° 298 = +247  kJ mol −1           (3)

Denne reaksjon er sterkt endoterm, det temperaturområde er hvor det er termodynamisk gunstig over 640  ° C .

Denne reaksjonen har tre store fordeler:

  1. ved likevekt, er forholdet H 2/ CO er lik enhet. Dette forholdet er svært ettertraktet for Fischer-Tropsch-prosessen og andre industrielle applikasjoner;
  2. denne reaksjonen forbruker karbondioksid som er en bestanddel av biogass og en klimagass;
  3. denne reaksjonen er en av de viktigste reaksjonene for å omdanne biogass til hydrogen eller syngas .

Biometan

Den biogass er produsert ved nedbrytning av biomasse og ren.

Det kan utgjøre en reformerbar fornybar kilde for produksjon av dihydrogen (biohydrogen). Faktisk, i 2015 ble 49% av det solgte hydrogenet produsert av naturgass , for 29% produsert av flytende hydrokarboner , 18% fra kull og 4% fra elektrolyse av vann - derfor mindre enn 1% fra biometan.

Referanser

  1. J. Zhu, X. Peng, L. Yao, X. Deng, H. Dong, D. Tong og C. Hu, International Journal of Hydrogen Energy , 2013, vol.  38, s.  117 .
  2. A. Fonseca og EM Assaf, sl, Journal of strømkilder , 2005, vol.  142, s.  54 .
  3. S. Rasi, A. Veijanen og J. Rintala, sl, Energy , 2007, vol.  32, s.  1375 , sitert av Nawfal, M., Katalytisk valorisering av biogass for ren og fornybar energi , Université du Littoral-Côte-d'Opale, 2015.
  4. UL Jr. Portugal, CMP Marques, ECC Araujo, EV Morales, MV Giotto og JMC Bueno, Applied Catalysis A , 2000, vol.  193, s.  173 .
  5. S. Yamauchi, A. Satsuma, S. Komai, T. Asakawa, T. Hattori og Y. Murakami, Studier i Surface Science og Katalyse , 1994, vol.  84, s.  1571 .
  6. MCJ Bradford og MA Vannice, Catalysis Review in Science and Engineering , 1999, vol.  41, s.  1 ( ISSN  0161-4940 ) .
  7. H. Nojoumi, I. Dincer og GF Naterer, sl, International Journal of Hydrogen Energy , 2009, vol.  34, s.  1363 .
  8. A. Contrera, E. Guervos og F. Posso, sl, International Journal of Hydrogen Energy , 2009, vol.  34, s.  13 , sitert av Nawfal, M., Katalytisk valorisering av biogass for ren og fornybar energi , University of Littoral-Côte-d'Opale, januar 2015.
  9. M. Nawfal, katalytisk valorisering av biogass for ren og fornybar energi , doktorgradsavhandling, Université du Littoral-Côte-d'Opale, 2015, s. 17.
  10. "  Hydrogen energy  " , om kunnskap om energier ,30. august 2011(åpnet 10. desember 2019 ) (oppdatert9. april 2015).

Relaterte artikler