Pembaharu metana

Jenis-jenis reformer metana

Sebuah reformer metana merupakan peralatan kimia skala industri yang mengubah gas alam (kadang-kadang disebut biogas atau metana) menjadi gas hidrogen dan karbon dioksida. Tujuan utama reformer metana adalah untuk menghasilkan hidrogen—bahan bakar dan bahan baku industri yang semakin penting. Hidrogen, misalnya, merupakan komponen penting dalam produksi amonia, yang berfungsi sebagai pupuk dan dasar untuk banyak bahan kimia lainnya.

Di antara jenis-jenis utama reformer metana adalah:

• Reformer metana uap (SMR)

  SMR terdiri dari beberapa reaktor silinder yang dipanaskan oleh tungku eksternal. Reaktor tersebut diisi dengan katalis, biasanya berbasis nikel, yang memfasilitasi reaksi. Temperatur di dalam reformer sangat penting; harus cukup tinggi agar reaksi terjadi tetapi tidak terlalu tinggi sehingga katalis rusak. Setelah reaktor, campuran gas didinginkan dalam penukar panas hingga sekitar 300 °C. Dari temperatur ini, karbon dioksida dalam campuran gas harus dipisahkan. Hal ini biasanya dilakukan menggunakan pelarut berbasis amina dalam kolom penyerap. Pelarut kemudian dipanaskan dalam kolom desorber untuk melepaskan karbon dioksida. Pelarut dapat digunakan kembali untuk proses lebih lanjut. Campuran gas yang tersisa, terutama hidrogen dan sedikit metana residu, disebut gas ekor. Gas tersebut dapat mengandung hingga 40% metana awal.

SMR adalah jenis reformer yang paling umum dan sering digunakan bersama dengan teknologi penangkapan karbon dioksida. SMR biasanya menggabungkan reaktor pergeseran gas air, yang seringkali merupakan bagian dari unit SMR. Dalam reaktor ini, sebagian karbon monoksida residu mengalami reaksi dengan uap air, menghasilkan hidrogen tambahan dan karbon dioksida.

• Reformer metana autotermal (ATM)

  Reformer yang dapat beroperasi tanpa uap disebut reformer metana autotermal. Sebaliknya, ATM menggabungkan metana dan oksigen dari udara. Hal ini diikuti oleh reaksi katalitik di mana metana bereaksi dengan karbon dioksida dan air yang tersedia untuk menghasilkan hidrogen, karbon monoksida, dan karbon residu. Proses reformasi bersifat eksotermis; oleh karena itu, penukar panas eksternal tidak diperlukan.

ATM beroperasi pada tingkat tekanan tinggi, sehingga pemisahan hidrogen menjadi lebih mudah. Karbon monoksida yang dihasilkan dalam ATM dapat direaksikan lebih lanjut dengan air dalam reaktor pergeseran untuk menghasilkan lebih banyak hidrogen dan karbon dioksida. Karbon dioksida kemudian dapat ditangkap dan disimpan. Tidak seperti SMR, ATM tidak perlu menggabungkan teknologi penangkapan karbon dioksida karena hasil utama karbon dioksida berasal dari reaktor pergeseran.

ATM kurang umum daripada SMR.

Spesifikasi dan pemeliharaan

Spesifikasi berikut merupakan hal mendasar ketika menganalisis cara kerja reformer dan jenis-jenis hidrokarbon yang dapat diubahnya.

• Fleksibelitas bahan baku

  Hal ini terkait dengan jenis hidrokarbon yang dapat diubah oleh reformer metana. Beberapa reformer metana hanya dapat mengubah metana gas alam, sehingga mereka harus menggunakan pipa eksternal untuk mengakses material tersebut. Namun, yang lainnya dirancang untuk mengubah berbagai jenis biomassa, minyak mentah, atau hidrokarbon lainnya. Fleksibilitas seperti itu ideal karena memungkinkan perusahaan untuk memilih dari berbagai bahan baku, meminimalkan biaya dan memaksimalkan efisiensi.

• Teknologi reformasi

  Biasanya, teknologi reformasi dikategorikan sebagai SR, DR, atau reformasi autotermal (ATR). Masing-masing teknologi ini memiliki pro dan kontra yang membuatnya unggul dalam aplikasi tertentu.

• Temperatur dan tekanan pengoperasian

  Reformer metana memiliki temperatur dan tekanan pengoperasian yang ideal. Pada temperatur dan tekanan tersebut, reformer bekerja secara efisien dan menghasilkan produk yang diinginkan. Misalnya, ketika beroperasi pada 700–1.000 °C, reformer menghasilkan hidrogen, karbon monoksida, dan uap. Pada 900–1.500 °C, Reformer hanya menghasilkan hidrogen.

• Katalis

  Katalis dalam reformer metana memainkan peran penting selama reaksi. Katalis mempercepat reaksi tanpa mengubah komposisi kimia reformer. Material katalis yang digunakan, aktivitas, dan selektivitas memengaruhi laju produksi hidrogen.

• Manajemen gas produk

  Manajemen gas produk dalam reformer lebih disukai melibatkan pemisahan, pemurnian, dan bahkan penyimpanan hidrogen. Sistem ini juga menangani gas lain seperti karbon dioksida dan monoksida.

Reformer metana harus dipelihara. Inspeksi dan pemeliharaan rutin memastikan bahwa reformer bekerja dengan baik dan efisien dalam jangka waktu lama. Berikut adalah beberapa tips pemeliharaan reformer untuk pembeli gas.

• Pemeriksaan sistem rutin

  Pengguna harus menjadwalkan inspeksi profesional secara rutin. Selama inspeksi rutin, teknisi akan memeriksa bagian mekanis, sistem listrik, katup gas, pompa, sensor, dan sistem kontrol. Apa pun yang memiliki keausan, kerusakan, atau kebocoran gas yang tidak biasa mendapat perhatian segera, sehingga operasi yang efektif dan aman.

• Pembersihan rutin

  Pembersihan ini tidak hanya pada permukaan tetapi juga pada seluruh reformer metana gas. Semua reformer gas memiliki buku manual pengguna. Penting untuk membaca buku manual dan mencari tahu metode dan frekuensi pembersihan yang disukai. Pembersihan mencegah penyumbatan dan penumpukan kotoran, yang dapat memengaruhi efisiensi keseluruhan perangkat.

• Analisis efisiensi

  Pengguna harus mencatat operasi reformer dengan cermat. Sistem pemantauan ini akan membantu pengguna mendeteksi perubahan kecil tetapi signifikan yang mungkin menunjukkan malfungsi pada bagian tertentu dari sistem. Jika efisiensi turun secara tiba-tiba atau penggunaan bahan bakar meningkat, pengguna harus menghubungi ahli. Deteksi dini dapat mencegah perbaikan dan kerusakan yang mahal.

Skenario penggunaan reformer metana

Reformer metana memiliki beberapa skenario penggunaan umum dalam industri yang berfokus pada pembangkitan energi atau produksi bahan baku kimia. Hal ini biasanya melibatkan penggunaan metana yang lebih baik dengan mengubahnya menjadi hidrogen atau karbon monoksida untuk penggunaan industri lebih lanjut.

Berikut adalah skenario penggunaan utama:

• Untuk Industri Berat yang Menggunakan Hidrogen

  Industri kimia yang membutuhkan hidrogen sebagai bahan baku untuk prosesnya biasanya akan menggunakan reformer hidrogen. Ini termasuk industri yang memproduksi amonia, metanol, atau turunan hidrogen lainnya. Hidrogen yang dihasilkan dari reformer menyediakan industri-industri ini dengan pasokan gas yang tidak terputus.

• Pembangkitan Tenaga di Sel Bahan Bakar

  Reformer metana dapat digunakan dalam kombinasi dengan sistem sel bahan bakar untuk meningkatkan pembangkitan tenaga. Reformer mengubah metana menjadi hidrogen, yang kemudian dialirkan ke sel bahan bakar untuk menghasilkan listrik. Pendekatan terintegrasi ini meningkatkan efisiensi keseluruhan konversi energi, karena sel bahan bakar biasanya memiliki efisiensi konversi yang tinggi. Selain itu, pemanfaatan metana melalui reformasi dan penggunaan selanjutnya dalam sel bahan bakar meminimalkan pemborosan dan memaksimalkan ekstraksi energi yang dapat digunakan dari bahan bakar. Skenario ini menunjukkan potensi reformer metana untuk berkontribusi pada pembangkitan tenaga yang bersih dan efisien ketika digabungkan dengan teknologi sel bahan bakar.

• Produksi Hidrogen untuk Kendaraan Sel Bahan Bakar

  Kehadiran kendaraan sel bahan bakar hidrogen yang semakin meningkat di pasar otomotif menciptakan kebutuhan yang sesuai untuk produksi hidrogen. Reformer metana memainkan peran penting dalam mengatasi permintaan ini dengan berfungsi sebagai sumber utama hidrogen. Karena kendaraan sel bahan bakar hidrogen mendapatkan popularitas sebagai alternatif ramah lingkungan untuk kendaraan mesin pembakaran tradisional, pentingnya reformer metana dalam memasok bahan bakar hidrogen yang diperlukan menjadi semakin signifikan. Reformer ini memfasilitasi konversi metana menjadi hidrogen, sehingga mendukung pengembangan dan adopsi luas teknologi kendaraan sel bahan bakar hidrogen.

• Produksi Gas Sintesis

  Reformer metana juga berpotensi untuk menghasilkan gas sintesis, yang merupakan kombinasi karbon monoksida dan hidrogen. Gas sintesis merupakan bahan penyusun penting untuk mensintesis banyak senyawa organik, seperti alkohol, hidrokarbon, dan gas alam sintetis. Setelah reformer menghasilkan gas sintesis, hal itu dapat langsung mengarah pada produksi senyawa organik kompleks melalui reaksi kimia selanjutnya. Hal ini memungkinkan industri untuk menciptakan berbagai produk kimia berharga dari sumber yang mudah didapat seperti gas alam atau metana.

Cara memilih reformer metana

Ketika memilih reformer metana yang dijual, penting untuk melakukan analisis menyeluruh terhadap sejumlah faktor agar akhirnya mendapatkan mesin yang akan memenuhi permintaan pelanggan.

• Reformer untuk berbagai bahan baku

  Karena sifat bahan baku bervariasi dari satu pelanggan ke pelanggan lainnya, penting untuk memiliki reformer untuk berbagai bahan baku. Misalnya, beberapa pelanggan mungkin menginginkan reformer gas alam sedangkan yang lain menginginkan reformer metana biogas. Dengan memiliki berbagai jenis reformer, semua kebutuhan pelanggan akan terpenuhi.

• Kapasitas dan skalabilitas

  Dalam kebanyakan kasus, pelanggan akan selalu mencari reformer yang dapat menangani kapasitas besar dan juga dapat diskalakan. Ketika memilih reformer untuk memasok, pilihlah yang memiliki kapasitas tinggi. Selain itu, mesin harus dapat mengakomodasi ekspansi di masa depan ketika permintaan pelanggan meningkat.

• Efisiensi dan performa

  Sangat disarankan untuk memilih reformer metana dengan efisiensi tinggi untuk meminimalkan biaya operasional pelanggan. Selain itu, performa mesin harus prima untuk memastikan pasokan hidrogen yang tidak terputus.

• Ketahanan dan keandalan

  Semua pelanggan akan lebih menyukai reformer yang tahan lama dan andal. Mesin seperti itu akan memberikan layanan jangka panjang dengan waktu henti minimal dalam proses pengoperasian. Pilih reformer dengan konstruksi berkualitas dan didukung oleh garansi yang baik.

• Dukungan teknis dan opsi layanan

  Mayoritas pembeli reformer akan mencari mereka yang akan ditawarkan dukungan teknis dan opsi layanan. Pertimbangkan pemasok yang menawarkan dukungan teknis dan opsi layanan yang luas. Pemasok ini akan menawarkan cadangan komprehensif untuk memastikan bahwa reformer berfungsi dengan baik dan memenuhi kebutuhan pelanggan secara efektif.

• Kepatuhan terhadap peraturan lingkungan

  Terakhir, penting untuk memilih reformer yang mematuhi peraturan lingkungan. Mesin seperti itu akan memiliki fitur yang meminimalkan emisi dan juga meningkatkan pemulihan energi.

T&J

T1: Berapa banyak hidrogen yang dapat diproduksi oleh reformer?

J1: Kapasitas reformer diukur berdasarkan throughput-nya. Hal itu merujuk pada jumlah gas substrat yang melewati mesin. Sebagian besar reformer skala kecil memiliki kapasitas kurang dari 1 juta kaki kubik standar per hari, sedangkan unit skala besar dapat menghasilkan hingga 50 juta kaki kubik standar per hari.

T2: Apa tren pasar reformer metana?

J2: Meningkatnya permintaan hidrogen di berbagai industri pengguna akhir mendorong pasar. Industri otomotif merupakan salah satu penyumbang utama pasar reformer, terutama karena meningkatnya permintaan kendaraan sel bahan bakar hidrogen. Namun, pengembangan metode produksi hidrogen alternatif, seperti elektrolisis, dapat menghambat pertumbuhan pasar.

T3: Apa saja jenis utama reformer metana?

J3: Reformer metana uap (SMR) adalah jenis yang paling umum. Reformer autotermal (ATR) menggabungkan oksidasi parsial dan reformasi uap. Oksidasi parsial katalitik (CPO) melibatkan oksidasi langsung hidrokarbon dengan adanya katalis untuk menghasilkan hidrogen dan karbon monoksida. Reformer ATR dan CPO kurang umum tetapi lebih disukai ketika proses hilir lebih lanjut tersedia.

T4: Apa hubungan antara reformer dan katalis?

J4: Proses reformasi bergantung pada katalis untuk mempercepat reaksi. Pembawa katalis seringkali disertakan dalam spesimen untuk meningkatkan kinerja dan masa pakainya. Hal ini karena katalis cenderung terdegradasi dari waktu ke waktu, dan pembawa membantu mereka tetap aktif dan dapat diakses sepanjang proses reformasi.