شکست متانول چیست و چگونه هیدروژن تولید می کند؟

تقاضا برای هیدروژن مقرون به صرفه و در محل، در صنایع مختلف، از متالورژی تا الکترونیک، همچنان در حال افزایش است. در حالی که الکترولیز و کراکینگ آمونیاک روش‌های محبوبی هستند، کراکینگ متانول راه حل دیگری کارآمد و فشرده برای تولید هیدروژن ارائه می‌دهد. اما کراکینگ متانول دقیقاً چیست و این فرآیند چگونه هیدروژن تولید می‌کند؟

کراکینگ متانول، که به عنوان اصلاح متانول یا اصلاح بخار متان نیز شناخته می‌شود، یک فرآیند شیمیایی است که متانول (CH₃OH) و آب (H₂O) را به مخلوطی که عمدتاً از هیدروژن (H₂)، دی اکسید کربن (CO₂) و مقدار کمی مونوکسید کربن (CO) تشکیل شده است، تبدیل می‌کند. این واکنش در دماهای بالا (معمولاً 200-300 درجه سانتیگراد یا 392-572 درجه فارنهایت) و فشارها، در حضور یک کاتالیزور رخ می‌دهد.

واکنش شیمیایی اصلی برای اصلاح بخار متانول به این صورت است:

CH₃OH + H₂O → 3H₂ + CO₂

یک واکنش ثانویه، که به عنوان واکنش جابجایی آب و گاز شناخته می‌شود، نیز ممکن است رخ دهد که CO را به H₂ و CO₂ اضافی تبدیل می‌کند:

CO + H₂O → H₂ + CO₂

پس از فرآیند کراکینگ، مخلوط گاز حاصل (که اغلب به آن "ریفرمیت" می‌گویند) معمولاً از طریق یک مرحله تصفیه، که معمولاً یک واحد PSA (جذب نوسان فشار) است، عبور داده می‌شود تا CO₂ و CO حذف شوند و هیدروژن با خلوص بالا برای کاربردهای مختلف به دست آید.

چرا کراکینگ متانول به طور موثر هیدروژن تولید می‌کند؟

ردپای فشرده: اصلاح‌کننده‌های متانول عموماً نسبت به سایر فناوری‌های تولید هیدروژن با ظرفیت مشابه، فشرده‌تر هستند و این امر آنها را برای نصب در فضاهای محدود ایده‌آل می‌کند.

ذخیره و حمل و نقل آسان‌تر خوراک: متانول در دمای محیط و فشار مایع است و ذخیره و حمل و نقل آن را در مقایسه با هیدروژن گازی یا حتی آمونیاک، بسیار آسان‌تر، ایمن‌تر و مقرون به صرفه‌تر می‌کند.

بازدهی بالای هیدروژن: فرآیند کراکینگ می‌تواند مقدار قابل توجهی هیدروژن را از حجم نسبتاً کمی متانول تولید کند.

مقرون به صرفه: برای بسیاری از کاربردهای صنعتی، به ویژه آنهایی که به هیدروژن با خلوص بالا نیاز دارند، کراکینگ متانول در محل می‌تواند یک راه‌حل اقتصادی‌تر از خرید هیدروژن تحویلی یا روش‌های تولید جایگزین باشد.

قابلیت اطمینان: واحدهای کراکینگ متانول قوی هستند و قابلیت اطمینان اثبات شده‌ای در عملیات صنعتی مداوم دارند.

کاربردهای متنوع: هیدروژن با خلوص بالا تولید شده برای موارد استفاده متعددی مناسب است، از جمله:

پیلهای سوختی: برای کاربردهای خودرو، ثابت و برق قابل حمل.

عملیات حرارتی: فراهم کردن یک اتمسفر کاهنده برای فرآیندهای متالورژی.

تولید الکترونیک: برای محیط‌های اتاق تمیز و ساخت نیمه‌رساناها.

آزمایشگاه‌ها: به عنوان گاز حامل یا گاز سوخت.

به طور خلاصه، کراکینگ متانول یک روش عملی، کارآمد و فشرده برای تولید هیدروژن در محل ارائه می‌دهد. با بهره‌گیری از خواص مناسب متانول مایع به عنوان خوراک، این فناوری منبعی قابل اعتماد و مقرون به صرفه از هیدروژن با خلوص بالا را برای نیازهای صنعتی حیاتی در اختیار کسب و کارها قرار می‌دهد.