Warum wird Methan nicht vollständig im Primärreformer verarbeitet?

Methan wird im Primärreformer nicht vollständig verarbeitet, weil der Reformierungsprozess thermodynamischen und kinetischen Einschränkungen unterliegt. Hier sind einige Gründe dafür:

1. **Gleichgewichtslimitierung**: Die Reformierungsreaktion von Methan zu Wasserstoff und Kohlenmonoxid (CH₄ + H₂O ⇌ CO + 3H₂) ist eine Gleichgewichtsreaktion. Bei hohen Temperaturen und Drücken erreicht die Reaktion ein Gleichgewicht, bei dem nicht alles Methan umgewandelt wird.

2. **Temperatur und Druck**: Der Primärreformer arbeitet bei hohen Temperaturen (etwa 800-1000°C) und Drücken. Diese Bedingungen sind notwendig, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, aber sie führen auch dazu, dass ein Teil des Methans nicht vollständig reagiert.

3. **Katalysatoraktivität**: Die Effizienz des Katalysators im Reformer beeinflusst die Umwandlungsrate von Methan. Selbst bei optimalen Bedingungen kann der Katalysator nicht 100% des Methans umwandeln.

4. **Reaktionszeit**: Die Verweilzeit des Gases im Reformer ist begrenzt. Eine längere Verweilzeit könnte zu einer höheren Umwandlungsrate führen, ist aber aus wirtschaftlichen und technischen Gründen oft nicht praktikabel.

5. **Nebenreaktionen**: Neben der Hauptreaktion können auch Nebenreaktionen stattfinden, die die vollständige Umwandlung von Methan verhindern.

Um die Effizienz zu erhöhen, wird oft ein Sekundärreformer oder ein nachgeschalteter Prozess verwendet, um das verbleibende Methan weiter zu verarbeiten.