2. Fuel processingFuel processing t

2. Fuel processing
Fuel processing technologies convert a hydrogen containing
material such as gasoline, ammonia, or methanol into a hydrogen
rich stream. Fuel processing of methane is the most common
hydrogen production method in commercial use today. Most
hydrocarbon fuels contain at least some amount of sulfur which
poisons the fuel processing catalyst. This presents perhaps the
biggest challenge to reforming. As a result, desulfurization will also
be discussed. In addition, hydrocarbon reforming, plasma reforming,
aqueous reforming, and pyrolysis will also be presented.
2.1. Hydrocarbon reforming
There are three primary techniques used to produce hydrogen
from hydrocarbon fuels: steam reforming, partial oxidation (POX),
and autothermal reforming (ATR). Table 1 summarizes the
advantages and challenges of each of these processes. The reforming
process produces a gas stream composed primarily of hydrogen,
carbonmonoxide andcarbondioxide. Endothermic steamreforming
of hydrocarbons requires an external heat source. Steam reforming
does not require oxygen, has a lower operating temperature than
POX and ATR, and produces the reformate with a high H2/CO ratio
(3:1)which is beneficial forhydrogen production.However, it does
have the highest emissions of the three processes. Partial oxidation
converts hydrocarbons to hydrogen by partially oxidizing (combusting)
the hydrocarbon with oxygen. The heat is provided by the
‘‘controlled’’ combustion. It does not require a catalyst for operation,
has minimalmethane slip, and ismore sulfur tolerant than the other
processes. The process occurs at high temperatures with some soot
formation and the H2/CO ratio (1:1 to 2:1) is favored for the feeds to
hydrocarbon synthesis reactors such as Fischer-Tropsch. Autothermal
reforming uses the partial oxidation to provide the heat and
steam reforming to increase the hydrogen production resulting in a
thermally neutral process. Autothermal reforming is typically
conducted at a lower pressure than POX reforming and has a low
methane slip. Since POX is exothermic and ATR incorporates POX,
these processes do not need an external heat source for the reactor.
However, they require either an expensive and complex oxygen
separation unit in order to feed pure oxygen to the reactor or the
product gas is diluted with nitrogen. Steamreforming is typically the
preferred process for hydrogen production in industry [10–14].
Since all three processes produce large amounts of carbon
monoxide, one or morewater-gas-shift (WGS) reactors – typically a
high temperature reactor and low temperature reactor – are used.
The high temperature (>350 8C) reactor has fast kinetics, but is

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

2. การประมวลผลเชื้อเพลิง
แปลงเทคโนโลยีประมวลผลเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ประกอบด้วย
วัสดุเช่นน้ำมัน แอมโมเนีย หรือเมทานอลเป็นไฮโดรเจนเป็น
กระแสรวย เชื้อเพลิงของมีเทนเป็นบ่อยที่สุด
วิธีการผลิตไฮโดรเจนในวันนี้ใช้ในเชิงพาณิชย์ สุด
เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนประกอบด้วยกำมะถันน้อยบางจำนวนซึ่ง
poisons เชื้อเพลิงแปรรูปเศษ นี้นำเสนอทีนี้
ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดเพื่อการปฏิรูป ดัง desulfurization จะยัง
จะอภิปราย นอกจากนี้ ไฮโดรคาร์บอนปฏิรูป ปฏิรูป พลาสม่า
อควีปฏิรูป และไพโรไลซิจะยังนำเสนอ
2.1 ไฮโดรคาร์บอนปฏิรูป
มี 3 เทคนิคหลักใช้ในการผลิตไฮโดรเจน
จากเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน: ไอออกซิเดชันบางส่วน ปฏิรูป (POX),
และ autothermal ปฏิรูป (เอทีอาร์) ตารางที่ 1 สรุปการ
ประโยชน์และความท้าทายของแต่ละกระบวนการเหล่านี้ การปฏิรูป
กระบวนการผลิตที่ประกอบด้วยกระแสก๊าซหลักของไฮโดรเจน,
carbonmonoxide andcarbondioxide Steamreforming ดูดความร้อน
ของไฮโดรคาร์บอนต้องมีแหล่งความร้อนภายนอก ไอปฏิรูป
ไม่ต้องใช้ออกซิเจน มีไข้ปฏิบัติต่ำกว่า
POX และเอทีอาร์ และสร้าง reformate ด้วยอัตรา H2/CO สูง
(3:1) ซึ่งเป็นประโยชน์ forhydrogen ผลิตอย่างไรก็ตาม ไม่
ได้ปล่อยสูงสุดของกระบวนการ 3 ออกซิเดชันบางส่วน
แปลงไฮโดรคาร์บอนไฮโดรเจน โดยการเติมออกซิเจนบางส่วน (combusting)
ไฮโดรคาร์บอนกับออกซิเจน ความร้อนโดยการ
'' ควบคุม '' เผาไหม้ ไม่ต้องการเศษสำหรับการดำเนินการ,
มีใบ minimalmethane และ ismore กำมะถันป้องกันความผิดพลาดมากกว่าอีก
กระบวนการ กระบวนการที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงด้วยฟุ้งบาง
ปลอดกำเนิดและอัตราส่วน H2/CO (1:1 2:1) สำหรับดึงข้อมูลไป
เตาปฏิกรณ์สังเคราะห์ไฮโดรคาร์บอนเช่น Tropsch ตื่น Autothermal
ปฏิรูปออกซิเดชันบางส่วนใช้ให้ความร้อน และ
ไอปฏิรูปเพื่อเพิ่มการผลิตไฮโดรเจนในการ
กระบวนการแพกลาง Autothermal ปฏิรูปจะ
ณความดันต่ำกว่า POX ปฏิรูป และมีเป็น
จัดส่งมีเทน เนื่องจากเป็นการ exothermic POX และเอทีอาร์รวม POX,
กระบวนการเหล่านี้ต้องการแหล่งความร้อนภายนอกสำหรับเครื่องปฏิกรณ์
อย่างไรก็ตาม พวกเขาต้องการมีราคาแพง และซับซ้อนออกซิเจน
แยกหน่วยการเลี้ยงออกซิเจนบริสุทธิ์ปล่อยหรือ
ผลิตภัณฑ์ก๊าซจะผสมกับไนโตรเจน Steamreforming จะ
ต้องการกระบวนการผลิตไฮโดรเจนในอุตสาหกรรม [10-14]
เนื่องจากกระบวนการทั้งหมดสามผลิตคาร์บอนจำนวนมาก
มอนอกไซด์ หนึ่ง หรือเตา ปฏิกรณ์ morewater แก๊สกะ (WGS) – โดยทั่วไปการ
เครื่องปฏิกรณ์อุณหภูมิสูงและอุณหภูมิต่ำเครื่องปฏิกรณ์ – ใช้
อุณหภูมิสูง (> 350 8C) เครื่องปฏิกรณ์ได้อย่างรวดเร็วจลนพลศาสตร์ แต่เป็น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

2 เชื้อเพลิงการประมวลผล
เทคโนโลยีการประมวลผลแปลงเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่มี
วัสดุเช่นเบนซินแอมโมเนียหรือเมทานอลเป็นไฮโดรเจน
ลำธารที่อุดมสมบูรณ์ การประมวลผลน้ำมันเชื้อเพลิงของก๊าซมีเทนเป็นส่วนใหญ่
วิธีการผลิตไฮโดรเจนในการใช้งานเชิงพาณิชย์วันนี้ มากที่สุด
เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนมีอย่างน้อยบางส่วนของปริมาณกำมะถันซึ่ง
พิษตัวเร่งการประมวลผลน้ำมันเชื้อเพลิง นี้นำเสนออาจจะเป็น
ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการปฏิรูป เป็นผลให้ desulfurization ยังจะ
มีการหารือ นอกจากนี้การปฏิรูปไฮโดรคาร์บอน, พลาสม่าปฏิรูป
น้ำปฏิรูปและไพโรไลซิก็จะถูกนำเสนอ
2.1 ไฮโดรคาร์บอนปฏิรูป
มีสามเทคนิคหลักที่ใช้ในการผลิตไฮโดรเจน
จากเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน: อบไอน้ำปฏิรูปออกซิเดชันบางส่วน (โรคฝี)
และ autothermal ปฏิรูป (ATR) ตารางที่ 1 สรุป
ความได้เปรียบและความท้าทายของแต่ละกระบวนการเหล่านี้ การปฏิรูป
กระบวนการผลิตกระแสก๊าซประกอบด้วยหลักของไฮโดรเจน
คาร์บอนมอนอกไซด์ andcarbondioxide steamreforming ดูดความร้อน
ของสารไฮโดรคาร์บอนต้องมีแหล่งความร้อนภายนอก อบไอน้ำปฏิรูป
ไม่ต้องใช้ออกซิเจนมีอุณหภูมิในการทำงานที่ต่ำกว่า
และโรคฝี ATR และผลิตรีกับ H2 อัตราส่วน / CO สูง
(3: 1) ซึ่งจะเป็นประโยชน์ forhydrogen production.However ก็จะ
มีการปล่อยก๊าซที่สูงที่สุดของ สามกระบวนการ ออกซิเดชันบางส่วน
แปลงไฮโดรคาร์บอนที่ไฮโดรเจนโดยบางส่วนออกซิไดซ์ (combusting)
ไฮโดรคาร์บอนกับออกซิเจน ความร้อนที่มีให้โดย
'ควบคุม' 'การเผาไหม้' มันไม่จำเป็นต้องตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการดำเนินการ
ได้ minimalmethane ใบและ ismore กำมะถันใจกว้างกว่าที่อื่น ๆ
กระบวนการ กระบวนการที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงที่มีเขม่าบาง
รูปแบบและ H2 อัตราส่วน / CO (1: 1 ถึง 2: 1) ได้รับการสนับสนุนสำหรับฟีดไปยัง
เครื่องปฏิกรณ์สังเคราะห์ไฮโดรคาร์บอนเช่น Fischer-Tropsch autothermal
การปฏิรูปการใช้ออกซิเดชันบางส่วนเพื่อให้ความร้อนและ
ไอน้ำปฏิรูปเพื่อเพิ่มการผลิตก๊าซไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นใน
กระบวนการความร้อนที่เป็นกลาง autothermal ปฏิรูปโดยปกติจะ
ดำเนินการที่ความดันต่ำกว่าโรคฝีปฏิรูปและมีต่ำ
ใบมีเทน ตั้งแต่โรคฝีเป็นคายความร้อนและเอทีอาร์รวมโรคฝี,
กระบวนการเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องมีแหล่งความร้อนภายนอกสำหรับเครื่องปฏิกรณ์
อย่างไรก็ตามพวกเขาจำเป็นต้องใช้ออกซิเจนอย่างใดอย่างหนึ่งที่มีราคาแพงและซับซ้อน
โรงแยกเพื่อให้อาหารออกซิเจนบริสุทธิ์เพื่อเครื่องปฏิกรณ์หรือ
ผลิตภัณฑ์ก๊าซที่เจือจางด้วย ไนโตรเจน Steamreforming โดยทั่วไปจะมี
กระบวนการที่ต้องการสำหรับการผลิตไฮโดรเจนในอุตสาหกรรม [10-14]
ตั้งแต่ทั้งสามกระบวนการผลิตจำนวนมากของคาร์บอน
มอนนอกไซด์หนึ่งหรือ morewater ก๊าซกะ (WGS) เครื่องปฏิกรณ์ - โดยปกติจะเป็น
เครื่องปฏิกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูงและเครื่องปฏิกรณ์ที่อุณหภูมิต่ำ - จะใช้
อุณหภูมิสูง (> 350 8C) เครื่องปฏิกรณ์มีจลนศาสตร์อย่างรวดเร็ว แต่เป็น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

2 . การประมวลผลการประมวลผลเทคโนโลยีเชื้อเพลิงเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่มี

แปลงวัสดุ เช่น เบนซิน แอมโมเนีย หรือเมทานอลเป็นไฮโดรเจน
รวยกระแส การประมวลผลของเชื้อเพลิงก๊าซมีเทนที่พบมากที่สุดวิธีการผลิตไฮโดรเจน
ในการใช้งานเชิงพาณิชย์ในวันนี้ เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนส่วนใหญ่
มีอย่างน้อยบางปริมาณของกำมะถันซึ่ง
สารพิษเชื้อเพลิงของตัวเร่งปฏิกิริยา นี้นำเสนอบางที
ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดที่จะปฏิรูป . เป็นผล , desulfurization ยังจะ
ถูกกล่าวถึง นอกจากนี้ ไฮโดรคาร์บอน ปฏิรูป ปฏิรูปพลาสม่า ,
ในการปฏิรูป และไพโรไลซีสจะนำเสนอ
2.1 . ไฮโดรคาร์บอนปฏิรูป
มีสามหลัก เทคนิคที่ใช้ในการผลิตไฮโดรเจน
จากเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน : ปฏิรูปไอน้ำ , ปฏิกิริยาออกซิเดชันบางส่วน ( ฝี )
autothermal และการปฏิรูป ( ATR )ตารางที่ 1 สรุป
ข้อดีและความท้าทายของแต่ละกระบวนการเหล่านี้ ปฏิรูปกระบวนการผลิตก๊าซกระแส

ประกอบด้วยหลักของไฮโดรเจน คาร์บอนมอนนอกไซด์ andcarbondioxide . มี steamreforming
ด้วยต้องใช้แหล่งความร้อนภายนอก ธปทไอน้ำ
ไม่ต้องใช้ออกซิเจน ได้ลดอุณหภูมิกว่า
ฝี และ ATRและผลิตรีฟอร์เมตด้วยสูง H2 / Co )
(  3 : 1 ) ซึ่งมีการผลิต forhydrogen ประโยชน์ อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้มีการปล่อยก๊าซสูงสุด
3 กระบวนการ
ปฏิกิริยาออกซิเดชันบางส่วนแปลงไฮโดรคาร์บอนไฮโดรเจนโดยบางส่วนออกซิไดซ์ ( combusting )
ไฮโดรคาร์บอนที่มีออกซิเจน ความร้อนโดย
''controlled ' ' การเผาไหม้ มันไม่ต้องใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการ
มี minimalmethane ลื่นและมีกำมะถันใจกว้างกว่ากระบวนการอื่น ๆ

กระบวนการจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงด้วยเขม่า
การพัฒนาและ H2 / Co ) ( 1 : 1 ถึง 2 : 1 ) เป็นที่ชื่นชอบสำหรับฟีดไฮโดรคาร์บอนการสังเคราะห์

เครื่องปฏิกรณ์ เช่น ฟิชเชอร์ tropsch . autothermal
ปฏิรูปใช้ปฏิกิริยาออกซิเดชันบางส่วนเพื่อให้ความร้อนและ
ธปทไอน้ำเพื่อเพิ่มการผลิตไฮโดรเจนที่เกิดใน
เป็นกลางซึ่งกระบวนการ autothermal ปฏิรูปโดย
ดำเนินการที่ความดันต่ำกว่าฝีปฏิรูปและมีการจัดส่ง
มีเทนต่ำ เนื่องจากเป็นอีสุกอีใสและคายความร้อนชนิดประกอบด้วยฝี
, กระบวนการเหล่านี้ไม่ต้องใช้แหล่งความร้อนภายนอกสำหรับเครื่องปฏิกรณ์
อย่างไรก็ตาม พวกเขาต้องใช้ทั้งราคาแพงและซับซ้อนออกซิเจน
หน่วยแยกเพื่อป้อนออกซิเจนบริสุทธิ์ให้เตาปฏิกรณ์หรือ
ผลิตภัณฑ์ก๊าซจะถูกเจือจางด้วยไนโตรเจน steamreforming มักจะ
ที่ต้องการกระบวนการสำหรับการผลิตไฮโดรเจนในอุตสาหกรรม [ 10 – 14 ] .
เพราะทั้งสามกระบวนการผลิตปริมาณมากของคาร์บอน
( หนึ่งหรือ morewater กะแก๊ส ( wgs ) เครื่องปฏิกรณ์ปฏิกรณ์ซึ่งโดยปกติ
อุณหภูมิสูงและอุณหภูมิต่ำและเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ .
อุณหภูมิสูง ( > 350 8C ) เครื่องปฏิกรณ์แบบเร็ว แต่เป็น