भाप सुधार: Difference between revisions

Latest revision as of 11:45, 4 September 2023

प्राकृतिक गैस के भाप सुधार के इनपुट और आउटपुट का चित्रण, हाइड्रोजन और CO . के उत्पादन की प्रक्रिया₂ ग्रीनहाउस गैस जिसे सीसीएस के साथ कैप्चर किया जा सकता है

भाप सुधार या भाप मीथेन सुधार (एसएमआर) पानी के साथ हाइड्रोकार्बन की प्रतिक्रिया से सिनगैस (हाइड्रोजन और कार्बन मोनोआक्साइड) के उत्पादन की एक विधि है। आमतौर पर प्राकृतिक गैस फीडस्टॉक है। इस प्रौद्योगिकी का मुख्य उद्देश्य हाइड्रोजन उत्पादन है। प्रतिक्रिया इस संतुलन द्वारा दर्शायी जाती है:^[1]

CH₄ + H₂O ${\ce {<=>}}$ CO + 3 H₂

प्रतिक्रिया दृढ़ता से एन्दोठेर्मिक (ΔH_SR = 206 kJ/mol) है।

वाष्प सुधार द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन को 'ग्रे हाइड्रोजन' कहा जाता है जब अपशिष्ट कार्बन मोनोऑक्साइड को वायुमंडल में छोड़ा जाता है और जब कार्बन मोनोऑक्साइड (ज्यादातर) कब्जा कर लिया जाता है और भूवैज्ञानिक रूप से संग्रहीत किया जाता है - कार्बन कैप्चर और स्टोरेज देखें। ज़ीरो कार्बन 'ग्रीन' हाइड्रोजन का उत्पादन थर्मोकेमिकल वाटर स्प्लिटिंग, सोलर थर्मल, लो- या ज़ीरो-कार्बन इलेक्ट्रिसिटी या वेस्ट हीट,^[2] या इलेक्ट्रोलिसिस, लो- या ज़ीरो-कार्बन इलेक्ट्रिसिटी का इस्तेमाल करके किया जाता है। शून्य कार्बन उत्सर्जन 'फ़िरोज़ा' हाइड्रोजन प्राकृतिक गैस के एक-चरण मीथेन पायरोलिसिस द्वारा निर्मित होता है।)

प्राकृतिक गैस के भाप सुधार से दुनिया का अधिकांश हाइड्रोजन पैदा होता है। हाइड्रोजन का उपयोग अमोनिया उत्पादन और अन्य रसायनों के औद्योगिक संश्लेषण में होता है।^[3]

प्रतिक्रियाएं

विशेष रूप से निकेल-एल्यूमिना उत्प्रेरकों का उपयोग करते हुए भाप सुधार प्रतिक्रिया कैनेटीक्स का 1950 के दशक के बाद से विस्तार से अध्ययन किया गया है।^[4]^[5]^[6]

पूर्व-सुधार

एक विशिष्ट भाप सुधार संयंत्र के सामान्य प्रक्रिया प्रवाह का चित्रण। (पीएसए = दबाव स्विंग सोखना, एनजी = प्राकृतिक गैस)

प्री-रिफॉर्मिंग का उद्देश्य उच्च हाइड्रोकार्बन जैसे प्रोपेन, ब्यूटेन या मिट्टी का तेल कोमीथेन (CH₄) में तोड़ना है, जो डाउनस्ट्रीम में अधिक कुशल सुधार की अनुमति देता है।

भाप सुधार

नाम देने वाली प्रतिक्रिया स्टीम रिफॉर्मिंग (SR) प्रतिक्रिया है और समीकरण द्वारा व्यक्त की जाती है:

$[1]\qquad \mathrm {CH} _{4}+\mathrm {H} _{2}\mathrm {O} \rightleftharpoons \mathrm {CO} +3\,\mathrm {H} _{2}\qquad \Delta H_{SR}=206\ \mathrm {kJ/mol}$

जल-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया (डब्ल्यूजीएसआर) के माध्यम से, अतिरिक्त हाइड्रोजन को समीकरण के अनुसार उत्पन्न कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ पानी की प्रतिक्रिया से छोड़ा जाता है [1]:

$[2]\qquad \mathrm {CO} +\mathrm {H} _{2}\mathrm {O} \rightleftharpoons \mathrm {CO} _{2}+\mathrm {H} _{2}\qquad \Delta H_{WGSR}=-41\ \mathrm {kJ/mol}$

भाप सुधार प्रक्रियाओं के भीतर होने वाली कुछ अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं का अध्ययन किया गया है।^[5]^[6]आम तौर पर प्रत्यक्ष भाप सुधार (डीएसआर) प्रतिक्रिया भी शामिल है:

$[3]\qquad \mathrm {CH} _{4}+2\,\mathrm {H} _{2}\mathrm {O} \rightleftharpoons \mathrm {CO} _{2}+4\,\mathrm {H} _{2}\qquad \Delta H_{DSR}=165\ \mathrm {kJ/mol}$

चूंकि ये प्रतिक्रियाएं अपने आप में अत्यधिक एंडोथर्मिक हैं (डब्ल्यूजीएसआर के अलावा, जो हल्के से एक्ज़ोथिर्मिक है), एक स्थिर तापमान बनाए रखने के लिए रिएक्टर में बड़ी मात्रा में गर्मी जोड़ने की आवश्यकता होती है। इष्टतम एसएमआर रिएक्टर संचालन की स्थिति 20-30 बार के मध्यम दबाव पर 800 डिग्री सेल्सियस से 900 डिग्री सेल्सियस के तापमान सीमा के भीतर होती है।^[7] भाप की अधिक मात्रा की आवश्यकता होती है, जिसे (दाढ़) भाप से कार्बन (एस/सी) अनुपात द्वारा व्यक्त किया जाता है। विशिष्ट एस/सी अनुपात मान 2.5:1 - 3:1 की सीमा के भीतर होते हैं।^[7]

औद्योगिक अभ्यास

विधि द्वारा वैश्विक हाइड्रोजन उत्पादन^[8]

प्रतिक्रिया मल्टीट्यूबुलर पैक्ड बेड रिएक्टरों में आयोजित की जाती है, प्लग फ्लो रिएक्टर श्रेणी का एक उपप्रकार। इन रिएक्टरों में लंबी और संकरी नलियों की एक श्रृंखला होती है ^[9] जो एक बड़ी औद्योगिक भट्टी के दहन कक्ष के भीतर स्थित होती हैं, जो ऑपरेशन के दौरान रिएक्टर को स्थिर तापमान पर रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करती हैं। फर्नेस डिज़ाइन अलग-अलग होते हैं, बर्नर कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर उन्हें आमतौर पर वर्गीकृत किया जाता है: टॉप-फ़ायर, बॉटम-फ़ेयर और साइड-फ़ेयर। फोस्टर व्हीलर टैरेस वॉल रिफॉर्मर एक उल्लेखनीय डिजाइन है।

ट्यूबों के अंदर भाप और मीथेन के मिश्रण को निकेल उत्प्रेरक के संपर्क में रखा जाता है।^[9] उच्च सतह-क्षेत्र-से-आयतन अनुपात वाले उत्प्रेरक उच्च परिचालन तापमान के कारण प्रसार सीमाओं के कारण पसंद किए जाते हैं। इस्तेमाल किए गए ट्रिगर आकार के उदाहरणों में स्पोक व्हील, गियर व्हील और छिद्रित रिंग हैं (देखें: रास्चिग रिंग्स)। इसके अतिरिक्त, इन आकृतियों में कम दबाव होता है जो इस अनुप्रयोग के लिए फायदेमंद है।^[10]

प्राकृतिक गैस का भाप सुधार 65-75% कुशल है।^[11]

संयुक्त राज्य अमेरिका प्रति वर्ष लगभग 9-10 मिलियन टन हाइड्रोजन का उत्पादन करता है, ज्यादातर प्राकृतिक गैस के भाप सुधार के साथ।^[12] भाप सुधार से हाइड्रोजन का उपयोग करके अमोनिया का विश्वव्यापी उत्पादन 2018 में 144 मिलियन टन था।^[13] ऊर्जा की खपत 1920 में 100 जीजे/टन अमोनिया से घटकर 2019 तक 27 जीजे हो गई है।^[14]

विश्व स्तर पर, लगभग 50% हाइड्रोजन का उत्पादन भाप सुधार के माध्यम से होता है।^[8] यह वर्तमान में अपनी पूंजी लागत के मामले में उपलब्ध हाइड्रोजन उत्पादन के लिए सबसे कम खर्चीला तरीका है।^[15]

हाइड्रोजन उत्पादन को डीकार्बोनाइज करने के प्रयास में, उद्योग के भीतर कार्बन कैप्चर और स्टोरेज (सीसीएस) विधियों को लागू किया जा रहा है, जिसमें प्रक्रिया से उत्पादित CO₂ के 90% तक को हटाने की क्षमता है।^[15] फिर भी, इस तकनीक का कार्यान्वयन समस्याग्रस्त, महंगा है, और उत्पादित हाइड्रोजन की कीमत में काफी वृद्धि करता है। ^[15]^[16]

ऑटोथर्मल सुधार

ऑटोथर्मल रिफॉर्मिंग (एटीआर) सिनगैस बनाने के लिए मीथेन के साथ प्रतिक्रिया में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड या भाप का उपयोग करता है। प्रतिक्रिया एक एकल कक्ष में होती है जहां मीथेन आंशिक रूप से ऑक्सीकृत होता है। अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी है। जब एटीआर कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करता है, तो H₂:CO का अनुपात 1:1 उत्पन्न होता है; जब एटीआर भाप का उपयोग करता है, तो उत्पादित H₂:CO अनुपात 2.5:1 है। सिनगैस का आउटलेट तापमान 950–1100 °C के बीच होता है और आउटलेट प्रेशर 100 बार (इकाई) जितना अधिक हो सकता है।^[17]

अभिक्रियाओं के अतिरिक्त [1] - [3], एटीआर निम्नलिखित अभिक्रिया प्रस्तुत करता है:^[18]

$[4]\qquad \mathrm {CH} _{4}+0.5\,\mathrm {O} _{2}\rightleftharpoons \mathrm {CO} +2\,\mathrm {H} _{2}\qquad \Delta H_{R}=-24.5\ \mathrm {kJ/mol}$

एसएमआर और एटीआर के बीच मुख्य अंतर यह है कि एसएमआर भाप बनाने के लिए गर्मी स्रोत के रूप में केवल दहन के लिए हवा का उपयोग करता है, जबकि एटीआर शुद्ध ऑक्सीजन का उपयोग करता है। एटीआर का लाभ यह है कि H₂:CO अनुपात भिन्न-भिन्न हो सकता है, जो विशेष उत्पादों के उत्पादन के लिए उपयोगी हो सकता है। एटीआर के भीतर होने वाली कुछ अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं की एक्ज़ोथिर्मिक प्रकृति के कारण, प्रक्रिया को अनिवार्य रूप से शून्य (ΔH = 0) की शुद्ध एन्थैल्पी पर निष्पादित किया जा सकता है।^[19]

आंशिक ऑक्सीकरण

आंशिक ऑक्सीकरण (पीओएक्स) तब होता है जब एक उप-स्टॉइचियोमेट्रिक ईंधन-वायु मिश्रण को सुधारक में आंशिक रूप से जलाया जाता है ताकि हाइड्रोजन-समृद्ध सिनगैस बनाया जा सके। पीओएक्स आमतौर पर भाप के सुधार की तुलना में बहुत तेज होता है और इसके लिए छोटे रिएक्टर पोत की आवश्यकता होती है। पीओएक्स एक ही ईंधन के भाप सुधार की तुलना में इनपुट ईंधन की प्रति यूनिट कम हाइड्रोजन पैदा करता है।^[20]

छोटे पैमाने पर भाप सुधार

छोटे से मध्यम आकार के अनुप्रयोगों के लिए भाप सुधार संयंत्रों की पूंजीगत लागत निषेधात्मक मानी जाती है। इन विस्तृत सुविधाओं की लागत ठीक नहीं है। पारंपरिक भाप सुधार संयंत्र 815 से 925 डिग्री सेल्सियस की सीमा में आउटलेट तापमान के साथ 200 और 600 पीएसआई (14–40 बार) के बीच दबाव में काम करते हैं।

दहन इंजन के लिए

फ्लेयर्ड गैस और वेंटेड वाष्पशील कार्बनिक यौगिक(वीओसी) अपतटीय उद्योग और तटवर्ती तेल और गैस उद्योग में ज्ञात समस्याएँ हैं, क्योंकि दोनों वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों को छोड़ते हैं।^[21] दहन इंजनों के लिए सुधार अपशिष्ट गैसों को ऊर्जा के स्रोत में बदलने के लिए भाप सुधार तकनीक का उपयोग करता है।^[22]

दहन इंजनों के लिए सुधार भाप सुधार पर आधारित है, जहां कम गुणवत्ता वाली गैसों के गैर-मीथेन हाइड्रोकार्बन (NMHCs) को संश्लेषण गैस (H₂ + CO) में परिवर्तित किया जाता है और अंत में मीथेन (CH₄), कार्बन डाइआक्साइड (CO₂) और हाइड्रोजन (H₂) है में परिवर्तित - जिससे ईंधन गैस (मीथेन नंबर) की गुणवत्ता में सुधार होता है।^[23]

ईंधन सेल के लिए

ईंधन सेल के लिए फीडस्टॉक के रूप में हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए समान तकनीक पर आधारित बहुत छोटी इकाइयों के विकास में भी रुचि है।^[24] ईंधन कोशिकाओं की आपूर्ति के लिए छोटे पैमाने की भाप सुधार इकाइयां वर्तमान में अनुसंधान और विकास का विषय हैं, आमतौर पर मेथनॉल के सुधार में शामिल हैं, लेकिन प्रोपेन, पेट्रोल, रसोई गैस, डीजल ईंधन और इथेनॉल जैसे अन्य ईंधन पर भी विचार किया जा रहा है। ^[25]^[26]

नुकसान

सुधारक- ईंधन-सेल प्रणाली पर अभी भी शोध किया जा रहा है, लेकिन निकट अवधि में, सिस्टम मौजूदा ईंधन, जैसे प्राकृतिक गैस या गैसोलीन या डीजल पर चलना जारी रखेंगे। हालाँकि, इस बारे में एक सक्रिय बहस चल रही है कि क्या हाइड्रोजन बनाने के लिए इन ईंधनों का उपयोग करना फायदेमंद है जबकि ग्लोबल वार्मिंग एक मुद्दा है। जीवाश्म ईंधन सुधार वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की उत्सर्जन को समाप्त नहीं करता है लेकिन कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करता है और दक्षता और ईंधन सेल विशेषताओं में वृद्धि के कारण पारंपरिक ईंधन के जलने की तुलना में कार्बन मोनोऑक्साइड उत्सर्जन को लगभग समाप्त कर देता है। ^[27] हालांकि, वितरित रिलीज के बजाय कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई को बिंदु स्रोत में बदलकर, कार्बन कैप्चर और स्टोरेज एक संभावना बन जाती है, जो प्रक्रिया की लागत को जोड़ते हुए कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल में छोड़ने से रोकेगी।

जीवाश्म ईंधन में सुधार करके हाइड्रोजन के उत्पादन की लागत उस पैमाने पर निर्भर करती है जिस पर यह किया जाता है, सुधारक की पूंजी लागत और इकाई की दक्षता, जबकि औद्योगिक पैमाने पर हाइड्रोजन की कीमत केवल कुछ डॉलर प्रति किलोग्राम हो सकती है। बड़े पैमाने पर, यह ईंधन सेल के लिए आवश्यक छोटे पैमाने की तुलना में अधिक महंगा हो सकता है। ^[28]^{[self-published source?]}

ईंधन सेल की आपूर्ति करने वाले सुधारकों के साथ चुनौतियां

इस तकनीक के साथ कई चुनौतियाँ जुड़ी हुई हैं:

सुधार की प्रतिक्रिया उच्च तापमान पर होती है, जिससे यह धीमी गति से शुरू होती है और महंगी उच्च तापमान वाली सामग्री की आवश्यकता होती है।
ईंधन में सल्फर (गंधक) के यौगिक कुछ उत्प्रेरकों को जहर देंगे, जिससे इस प्रकार की प्रणाली को साधारण गैसोलीन से चलाना मुश्किल हो जाएगा। कुछ नई तकनीकों ने सल्फर-सहिष्णु उत्प्रेरकों के साथ इस चुनौती को दूर किया है।
कोकिंग भाप सुधार के दौरान उत्प्रेरक निष्क्रियता का एक अन्य कारण होगा। उच्च प्रतिक्रिया तापमान, कम वाष्प-से-कार्बन अनुपात (S/C), और सल्फर युक्त वाणिज्यिक हाइड्रोकार्बन ईंधन की जटिल प्रकृति कोकिंग को विशेष रूप से अनुकूल बनाती है। ओलेफ़िन, आमतौर पर एथिलीन और एरोमैटिक्स जाने-माने कार्बन-अग्रदूत हैं, इसलिए भाप सुधार के दौरान उनके गठन को कम किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, कम अम्लता उत्प्रेरक को डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं को दबाकर कोकिंग के लिए कम प्रवण बताया गया। H₂S, कार्बनिक सल्फर के सुधार में मुख्य उत्पाद, धातु-सल्फर बॉन्ड बनाने के लिए सभी संक्रमण धातु उत्प्रेरकों को बांध सकता है और बाद में सुधार करने वाले अभिकारकों के रासायनिक शोषण को रोककर उत्प्रेरक गतिविधि को कम कर सकता है। इस बीच, अवशोषित सल्फर प्रजातियां उत्प्रेरक अम्लता को बढ़ाती हैं, और इसलिए अप्रत्यक्ष रूप से कोकिंग को बढ़ावा देती हैं। कीमती धातु उत्प्रेरक जैसे कि Rh और Pt में Ni जैसे अन्य धातु उत्प्रेरक की तुलना में बल्क सल्फाइड बनाने की प्रवृत्ति कम होती है। Rh और Pt धातु सल्फाइड बनाने के बजाय सल्फर के केवल रासायनिक अवशोषण द्वारा सल्फर विषाक्तता से कम प्रवण होते हैं।^[29]
रिएक्टर द्वारा उत्पादित कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) द्वारा कम तापमान बहुलक ईंधन सेल झिल्ली को जहर दिया जा सकता है, जिससे जटिल सीओ-हटाने वाली प्रणालियों को शामिल करना आवश्यक हो जाता है। ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल (SOFC) और पिघले हुए कार्बोनेट ईंधन सेल (MCFC) में यह समस्या नहीं होती है, लेकिन वे उच्च तापमान पर काम करते हैं, उनका स्टार्ट-अप समय धीमा होता है, और महंगी सामग्री और भारी इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है।
प्रक्रिया की थर्मोडायनामिक दक्षता हाइड्रोजन उत्पाद की शुद्धता के आधार पर 70% और 85% (एलएचवी आधार) के बीच है।

यह भी देखें

संदर्भ

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[:5-15] 15.0 ^15.1 ^15.2 Velazquez Abad, A.; Dodds, P. E. (2017-01-01), "Production of Hydrogen", in Abraham, Martin A. (ed.), Encyclopedia of Sustainable Technologies (in English), Oxford: Elsevier, pp. 293–304, doi:10.1016/b978-0-12-409548-9.10117-4, ISBN 978-0-12-804792-7, retrieved 2021-11-16

[16] Abdulla, Ahmed; Hanna, Ryan; Schell, Kristen R; Babacan, Oytun; Victor, David G (29 December 2020). "अनुभवजन्य और विशेषज्ञ आकलन का उपयोग करके यू.एस. कार्बन कैप्चर और स्टोरेज में सफल और असफल निवेश की व्याख्या करना". Environmental Research Letters. 16 (1): 014036. doi:10.1088/1748-9326/abd19e. S2CID 234429781.

[17] Topsoe ATR

[18] Blumberg, Timo; Morosuk, Tatiana; Tsatsaronis, George (December 2017). "प्राकृतिक गैस से मेथनॉल उत्पादन के लिए संश्लेषण मार्गों का एक तुलनात्मक बाह्य आर्थिक मूल्यांकन". Applied Sciences (in English). 7 (12): 1213. doi:10.3390/app7121213.

[19] Semelsberger, T. A. (2009-01-01), "FUELS – HYDROGEN STORAGE | Chemical Carriers", in Garche, Jürgen (ed.), Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (in English), Amsterdam: Elsevier, pp. 504–518, doi:10.1016/b978-044452745-5.00331-2, ISBN 978-0-444-52745-5, retrieved 2021-11-16

[20] "हाइड्रोजन उत्पादन: प्राकृतिक गैस सुधार".

[21] "वायुमंडलीय उत्सर्जन". Archived from the original on 2013-09-26.

[22] "Wärtsilä ने तेल उत्पादन गैस को ऊर्जा में बदलने के लिए GasReformer उत्पाद लॉन्च किया". Marine Insight. 18 March 2013. Archived from the original on 2015-05-11.

[23] "गैस इंजन प्लांट और गैस इंजन के ईंधन फीडिंग सिस्टम के संचालन की विधि".

[24] "जीवाश्म ईंधन प्रोसेसर". 2000-10-04.

[25] Wyszynski, Miroslaw L.; Megaritis, Thanos; Lehrle, Roy S. (2001). एग्जॉस्ट गैस फ्यूल रिफॉर्मिंग से हाइड्रोजन: ग्रीनर, लीनर और स्मूथ इंजन (PDF) (Technical report). Future Power Systems Group, The University of Birmingham.

[26] "आज आम तौर पर प्रयुक्त ईंधन सुधार". 2000-10-04.

[27] Fossil fuel reforming not eliminating any carbon dioxides

[28] Doty, F. David (2004). "हाइड्रोजन मूल्य अनुमानों पर एक यथार्थवादी नज़र". CiteSeerX 10.1.1.538.3537. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)

[29] Zheng, Qinghe; Janke, Christiane; Farrauto, Robert (2014). "Rh-Pt उत्प्रेरक पर सल्फर युक्त डोडेकेन का भाप सुधार: उत्प्रेरक स्थिरता और कोक संरचना पर प्रक्रिया मापदंडों का प्रभाव". Applied Catalysis B: Environmental. 160–161: 525–533. doi:10.1016/j.apcatb.2014.05.044.

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 {{Short description|Method for producing hydrogen and carbon monoxide from hydrocarbon fuels}}
-{{distinguish|catalytic reforming}}
+{{distinguish| उत्प्रेरकी पुनःसंभवन }}
-[[File:SMR+WGS-1.png|thumb|प्राकृतिक गैस के भाप सुधार के इनपुट और आउटपुट का चित्रण, हाइड्रोजन और CO . के उत्पादन की प्रक्रिया<sub>2</sub> ग्रीनहाउस गैस जिसे सीसीएस के साथ कैप्चर किया जा सकता है|330x330px]]स्टीम रिफॉर्मिंग या स्टीम मीथेन रिफॉर्मिंग (SMR) पानी के साथ [[ हाइड्रोकार्बन ]] की प्रतिक्रिया से [[ सिनगैस ]] ([[ हाइड्रोजन ]] और [[ कार्बन मोनोआक्साइड ]]) बनाने की एक विधि है। आमतौर पर [[ प्राकृतिक गैस ]] फीडस्टॉक है। इस तकनीक का मुख्य उद्देश्य [[ हाइड्रोजन उत्पादन ]] है। इस संतुलन द्वारा प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व किया जाता है:<ref>{{cite book|doi=10.1002/9780470561256|title=हाइड्रोजन और सिनगैस उत्पादन और शोधन प्रौद्योगिकियां|year=2009|isbn=9780470561256|editor1-last=Liu|editor1-first=Ke|editor2-last=Song|editor2-first=Chunshan|editor3-last=Subramani|editor3-first=Velu}}</ref>
+[[File:SMR+WGS-1.png|thumb|प्राकृतिक गैस के भाप सुधार के इनपुट और आउटपुट का चित्रण, हाइड्रोजन और CO . के उत्पादन की प्रक्रिया<sub>2</sub> ग्रीनहाउस गैस जिसे सीसीएस के साथ कैप्चर किया जा सकता है|330x330px]]'''भाप सुधार''' या भाप मीथेन सुधार (एसएमआर) पानी के साथ [[ हाइड्रोकार्बन |हाइड्रोकार्बन]] की प्रतिक्रिया से [[ सिनगैस |सिनगैस]] ([[ हाइड्रोजन |हाइड्रोजन]] और[[ कार्बन मोनोआक्साइड | कार्बन मोनोआक्साइड]]) के उत्पादन की एक विधि है। आमतौर पर [[ प्राकृतिक गैस |प्राकृतिक गैस]] फीडस्टॉक है। इस प्रौद्योगिकी का मुख्य उद्देश्य [[ हाइड्रोजन उत्पादन |हाइड्रोजन उत्पादन]] है। प्रतिक्रिया इस संतुलन द्वारा दर्शायी जाती है:<ref>{{cite book|doi=10.1002/9780470561256|title=हाइड्रोजन और सिनगैस उत्पादन और शोधन प्रौद्योगिकियां|year=2009|isbn=9780470561256|editor1-last=Liu|editor1-first=Ke|editor2-last=Song|editor2-first=Chunshan|editor3-last=Subramani|editor3-first=Velu}}</ref>
-:<केम>सीएच4 + एच2ओ <=> सीओ + 3 एच2</केम>
+:'''CH<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>O <chem> <=> </chem> CO + 3 H<sub>2</sub>'''
-प्रतिक्रिया जोरदार [[ एन्दोठेर्मिक ]] है (ΔH<sub>SR</sub> = 206 केजे/मोल)।
+प्रतिक्रिया दृढ़ता से [[ एन्दोठेर्मिक |एन्दोठेर्मिक]] (ΔH<sub>SR</sub> = 206 kJ/mol) है।
-वाष्प सुधार द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन को 'ग्रे हाइड्रोजन' कहा जाता है जब अपशिष्ट कार्बन मोनोऑक्साइड को वायुमंडल में छोड़ा जाता है और 'ब्लू हाइड्रोजन' जब कार्बन मोनोऑक्साइड (ज्यादातर) कब्जा कर लिया जाता है और भूगर्भीय रूप से संग्रहीत किया जाता है - [[ कार्बन को पकड़ने और भंडारण ]] देखें। जीरो कार्बन ग्रीन हाइड्रोजन|'ग्रीन' हाइड्रोजन सौर तापीय, कम या शून्य-कार्बन बिजली या अपशिष्ट ताप का उपयोग करके थर्मोकेमिकल पानी के विभाजन से उत्पन्न होता है,<ref>{{Cite journal|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0196890419311884|doi = 10.1016/j.enconman.2019.112182|title = हाइड्रोजन उत्पादन के लिए थर्मोकेमिकल जल विभाजन चक्रों की समीक्षा और तुलनात्मक मूल्यांकन|year = 2020|last1 = Safari|first1 = Farid|last2 = Dincer|first2 = Ibrahim|journal = Energy Conversion and Management|volume = 205|page = 112182|s2cid = 214089650}}</ref> या [[ इलेक्ट्रोलीज़ ]], कम या शून्य-कार्बन बिजली का उपयोग कर। शून्य कार्बन उत्सर्जन 'फ़िरोज़ा' हाइड्रोजन वन-स्टेप पायरोलिसिस # प्राकृतिक गैस के हाइड्रोजन के लिए मीथेन पायरोलिसिस द्वारा निर्मित होता है।)
-प्राकृतिक गैस का भाप सुधार दुनिया के अधिकांश हाइड्रोजन का उत्पादन करता है। हाइड्रोजन का उपयोग [[ अमोनिया उत्पादन ]] और अन्य रसायनों में किया जाता है।<ref>{{cite techreport|url=http://www.me.ncu.edu.tw/energy/CleanEnergyTechnology/The%20Hydrogen%20Economy_Addition.pdf |date=2004 |first1=George W. |author-link1=George Crabtree|last1=Crabtree |first2=Mildred S. |last2=Dresselhaus |author-link2=Mildred Dresselhaus|first3=Michelle V. |last3=Buchanan |title=हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था}}</ref>
+वाष्प सुधार द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन को 'ग्रे हाइड्रोजन' कहा जाता है जब अपशिष्ट कार्बन मोनोऑक्साइड को वायुमंडल में छोड़ा जाता है और जब कार्बन मोनोऑक्साइड (ज्यादातर) कब्जा कर लिया जाता है और भूवैज्ञानिक रूप से संग्रहीत किया जाता है - [[ कार्बन को पकड़ने और भंडारण |कार्बन कैप्चर]]  और स्टोरेज देखें। ज़ीरो कार्बन 'ग्रीन' हाइड्रोजन का उत्पादन थर्मोकेमिकल वाटर स्प्लिटिंग, सोलर थर्मल, लो- या ज़ीरो-कार्बन इलेक्ट्रिसिटी या वेस्ट हीट,<ref>{{Cite journal|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0196890419311884|doi = 10.1016/j.enconman.2019.112182|title = हाइड्रोजन उत्पादन के लिए थर्मोकेमिकल जल विभाजन चक्रों की समीक्षा और तुलनात्मक मूल्यांकन|year = 2020|last1 = Safari|first1 = Farid|last2 = Dincer|first2 = Ibrahim|journal = Energy Conversion and Management|volume = 205|page = 112182|s2cid = 214089650}}</ref> या [[ इलेक्ट्रोलीज़ |इलेक्ट्रोलिसिस]], लो- या ज़ीरो-कार्बन इलेक्ट्रिसिटी का इस्तेमाल करके किया जाता है। शून्य कार्बन उत्सर्जन 'फ़िरोज़ा' हाइड्रोजन प्राकृतिक गैस के एक-चरण मीथेन पायरोलिसिस द्वारा निर्मित होता है।)
+प्राकृतिक गैस के भाप सुधार से दुनिया का अधिकांश हाइड्रोजन पैदा होता है। हाइड्रोजन का उपयोग [[ अमोनिया उत्पादन |अमोनिया उत्पादन]] और अन्य रसायनों के औद्योगिक संश्लेषण में होता है।<ref>{{cite techreport|url=http://www.me.ncu.edu.tw/energy/CleanEnergyTechnology/The%20Hydrogen%20Economy_Addition.pdf |date=2004 |first1=George W. |author-link1=George Crabtree|last1=Crabtree |first2=Mildred S. |last2=Dresselhaus |author-link2=Mildred Dresselhaus|first3=Michelle V. |last3=Buchanan |title=हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था}}</ref>
 == प्रतिक्रियाएं ==
-भाप सुधार प्रतिक्रिया कैनेटीक्स, विशेष रूप से [[ अल्यूमिनियम ऑक्साइड ]] उत्प्रेरक का उपयोग करते हुए, 1950 के दशक से विस्तार से अध्ययन किया गया है।<ref>{{Cite journal|last1=Akers|first1=W. W.|last2=Camp|first2=D. P.|date=1955|title=मीथेन-भाप प्रतिक्रिया के कैनेटीक्स|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aic.690010415|journal=AIChE Journal|language=en|volume=1|issue=4|pages=471–475|doi=10.1002/aic.690010415|issn=1547-5905}}</ref><ref name=":0">{{Cite journal|last1=Xu|first1=Jianguo|last2=Froment|first2=Gilbert F.|date=1989|title=मीथेन स्टीम रिफॉर्मिंग, मीथेनेशन और वाटर-गैस शिफ्ट: I. आंतरिक कैनेटीक्स|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aic.690350109|journal=AIChE Journal|language=en|volume=35|issue=1|pages=88–96|doi=10.1002/aic.690350109|issn=1547-5905}}</ref><ref name=":1">{{Cite journal|last1=Hou|first1=Kaihu|last2=Hughes|first2=Ronald|date=2001-03-15|title=एक Ni/α-Al2O उत्प्रेरक पर मीथेन भाप सुधार के कैनेटीक्स|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894700003673|journal=Chemical Engineering Journal|series=FRONTIERS IN CHEMICAL REACTION ENGINEERING|language=en|volume=82|issue=1|pages=311–328|doi=10.1016/S1385-8947(00)00367-3|issn=1385-8947}}</ref>
+विशेष रूप से [[ अल्यूमिनियम ऑक्साइड |निकेल-एल्यूमिना]] उत्प्रेरकों का उपयोग करते हुए भाप सुधार प्रतिक्रिया कैनेटीक्स का 1950 के दशक के बाद से विस्तार से अध्ययन किया गया है।<ref>{{Cite journal|last1=Akers|first1=W. W.|last2=Camp|first2=D. P.|date=1955|title=मीथेन-भाप प्रतिक्रिया के कैनेटीक्स|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aic.690010415|journal=AIChE Journal|language=en|volume=1|issue=4|pages=471–475|doi=10.1002/aic.690010415|issn=1547-5905}}</ref><ref name=":0">{{Cite journal|last1=Xu|first1=Jianguo|last2=Froment|first2=Gilbert F.|date=1989|title=मीथेन स्टीम रिफॉर्मिंग, मीथेनेशन और वाटर-गैस शिफ्ट: I. आंतरिक कैनेटीक्स|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aic.690350109|journal=AIChE Journal|language=en|volume=35|issue=1|pages=88–96|doi=10.1002/aic.690350109|issn=1547-5905}}</ref><ref name=":1">{{Cite journal|last1=Hou|first1=Kaihu|last2=Hughes|first2=Ronald|date=2001-03-15|title=एक Ni/α-Al2O उत्प्रेरक पर मीथेन भाप सुधार के कैनेटीक्स|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894700003673|journal=Chemical Engineering Journal|series=FRONTIERS IN CHEMICAL REACTION ENGINEERING|language=en|volume=82|issue=1|pages=311–328|doi=10.1016/S1385-8947(00)00367-3|issn=1385-8947}}</ref>
 === पूर्व-सुधार ===
-[[File:Steam Reforming (SMR) Process Flow.jpg|alt=Depiction of the general process flow of a typical steam reforming plant. बाएं से दाएं: डिसल्फराइजेशन, प्री-रिफॉर्मिंग, स्टीम रिफॉर्मिंग, शिफ्ट कन्वर्जन और प्रेशर-स्विंग-सोखना। |thumb|616x616px|एक विशिष्ट भाप सुधार संयंत्र के सामान्य प्रक्रिया प्रवाह का चित्रण। (पीएसए = दबाव स्विंग सोखना, एनजी = प्राकृतिक गैस)]]प्री-रिफॉर्मिंग का उद्देश्य उच्च हाइड्रोकार्बन जैसे [[ प्रोपेन ]], ब्यूटेन या [[ मिट्टी का तेल ]] को [[ मीथेन ]] (CHH) में तोड़ना है।<sub>4</sub>), जो डाउनस्ट्रीम में अधिक कुशल सुधार की अनुमति देता है।
+[[File:Steam Reforming (SMR) Process Flow.jpg|alt=Depiction of the general process flow of a typical steam reforming plant. बाएं से दाएं: डिसल्फराइजेशन, प्री-रिफॉर्मिंग, स्टीम रिफॉर्मिंग, शिफ्ट कन्वर्जन और प्रेशर-स्विंग-सोखना। |thumb|616x616px|एक विशिष्ट भाप सुधार संयंत्र के सामान्य प्रक्रिया प्रवाह का चित्रण। (पीएसए = दबाव स्विंग सोखना, एनजी = प्राकृतिक गैस)]]प्री-रिफॉर्मिंग का उद्देश्य उच्च हाइड्रोकार्बन जैसे[[ प्रोपेन | प्रोपेन]], ब्यूटेन या [[ मिट्टी का तेल |मिट्टी का तेल]] को[[ मीथेन ]](CH<sub>4</sub>) में तोड़ना है, जो डाउनस्ट्रीम में अधिक कुशल सुधार की अनुमति देता है।
 === भाप सुधार ===
-नाम देने वाली प्रतिक्रिया भाप सुधार (एसआर) प्रतिक्रिया है और समीकरण द्वारा व्यक्त की जाती है:
+नाम देने वाली प्रतिक्रिया स्टीम रिफॉर्मिंग (SR) प्रतिक्रिया है और समीकरण द्वारा व्यक्त की जाती है:
 <math>[1]\qquad \mathrm{CH}_4 + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{CO} + 3\,\mathrm{H}_2
 \qquad \Delta H_{SR} = 206\ \mathrm{kJ/mol}</math>
-[[ जल-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया ]] (WGSR) के माध्यम से, समीकरण के अनुसार उत्पन्न कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ पानी की प्रतिक्रिया से अतिरिक्त हाइड्रोजन निकलता है [1]:
+[[ जल-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया |जल-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया]] (डब्ल्यूजीएसआर) के माध्यम से, अतिरिक्त हाइड्रोजन को समीकरण के अनुसार उत्पन्न कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ पानी की प्रतिक्रिया से छोड़ा जाता है [1]:
 <math>[2]\qquad \mathrm{CO} + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{CO}_2 + \mathrm{H}_2
 \qquad \Delta H_{WGSR} = -41\ \mathrm{kJ/mol}</math>
 भाप सुधार प्रक्रियाओं के भीतर होने वाली कुछ अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं का अध्ययन किया गया है।<ref name=":0" /><ref name=":1" />आम तौर पर प्रत्यक्ष भाप सुधार (डीएसआर) प्रतिक्रिया भी शामिल है:
 <math>[3]\qquad \mathrm{CH}_4 + 2\,\mathrm{H}_2\mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{CO}_2 + 4\,\mathrm{H}_2
 \qquad \Delta H_{DSR} = 165\ \mathrm{kJ/mol}</math>
 चूंकि ये प्रतिक्रियाएं अपने आप में अत्यधिक एंडोथर्मिक हैं (डब्ल्यूजीएसआर के अलावा, जो हल्के से एक्ज़ोथिर्मिक है), एक स्थिर तापमान बनाए रखने के लिए रिएक्टर में बड़ी मात्रा में गर्मी जोड़ने की आवश्यकता होती है। इष्टतम एसएमआर रिएक्टर संचालन की स्थिति 20-30 बार के मध्यम दबाव पर 800 डिग्री सेल्सियस से 900 डिग्री सेल्सियस के तापमान सीमा के भीतर होती है।<ref name=":2">{{Cite book|last=Speight|first=James G.|url=https://www.worldcat.org/oclc/1179046717|title=भविष्य की रिफाइनरी|date=2020|publisher=Gulf Professional Publishing|isbn=978-0-12-816995-7|edition=2nd|location=Cambridge, MA|oclc=1179046717}}</ref> भाप की अधिक मात्रा की आवश्यकता होती है, जिसे (दाढ़) भाप से कार्बन (एस/सी) अनुपात द्वारा व्यक्त किया जाता है। विशिष्ट एस/सी अनुपात मान 2.5:1 - 3:1 की सीमा के भीतर होते हैं।<ref name=":2" />
+== औद्योगिक अभ्यास ==
+[[File:Global Hydrogen Production by Method.png|thumb|231x231px|विधि द्वारा वैश्विक हाइड्रोजन उत्पादन<ref name=":3">{{Cite journal|last1=Dincer|first1=Ibrahim|last2=Acar|first2=Canan|date=2015-09-14|title=बेहतर स्थिरता के लिए हाइड्रोजन उत्पादन विधियों की समीक्षा और मूल्यांकन|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319914034119|journal=International Journal of Hydrogen Energy|language=en|volume=40|issue=34|pages=11096|doi=10.1016/j.ijhydene.2014.12.035|issn=0360-3199}}</ref>]]प्रतिक्रिया मल्टीट्यूबुलर [[ खचाखच भरे बिस्तर |पैक्ड बेड]] रिएक्टरों में आयोजित की जाती है, [[ प्लग फ्लो रिएक्टर मॉडल |प्लग फ्लो रिएक्टर]] श्रेणी का एक उपप्रकार। इन रिएक्टरों में लंबी और संकरी नलियों की एक श्रृंखला होती है <ref name=":4">{{Cite book|last=Speight|first=James G.|url=https://www.worldcat.org/oclc/1129385226|title=औद्योगिक हाइड्रोकार्बन प्रक्रियाओं की हैंडबुक|date=2020|isbn=9780128099230|edition=Second|location=Cambridge, MA|oclc=1129385226}}</ref> जो एक बड़ी [[ औद्योगिक भट्टी |औद्योगिक भट्टी]] के दहन कक्ष के भीतर स्थित होती हैं, जो ऑपरेशन के दौरान रिएक्टर को स्थिर तापमान पर रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करती हैं। फर्नेस डिज़ाइन अलग-अलग होते हैं, बर्नर कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर उन्हें आमतौर पर वर्गीकृत किया जाता है: टॉप-फ़ायर, बॉटम-फ़ेयर और साइड-फ़ेयर। [[ फोस्टर व्हीलर |फोस्टर व्हीलर]] टैरेस वॉल रिफॉर्मर एक उल्लेखनीय डिजाइन है।
+ट्यूबों के अंदर भाप और मीथेन के मिश्रण को निकेल उत्प्रेरक के संपर्क में रखा जाता है।<ref name=":4" /> उच्च [[ सतह-क्षेत्र-से-आयतन अनुपात |सतह-क्षेत्र-से-आयतन अनुपात]] वाले [[ उत्प्रेरक |उत्प्रेरक]] उच्च [[ परिचालन तापमान |परिचालन तापमान]] के कारण [[ प्रसार |प्रसार]] सीमाओं के कारण पसंद किए जाते हैं। इस्तेमाल किए गए ट्रिगर आकार के उदाहरणों में स्पोक व्हील, गियर व्हील और छिद्रित रिंग हैं (देखें: रास्चिग रिंग्स)। इसके अतिरिक्त, इन आकृतियों में कम दबाव होता है जो इस अनुप्रयोग के लिए फायदेमंद है।<ref>{{cite book |doi=10.1002/14356007.o12_o01 |chapter-url={{Google books|qBknDwAAQBAJ|page=429|plainurl=yes}} |chapter=Gas Production, 2. Processes |title=उलमन का औद्योगिक रसायन विज्ञान का विश्वकोश|year=2011 |last1=Reimert |first1=Rainer |last2=Marschner |first2=Friedemann |last3=Renner |first3=Hans-Joachim |last4=Boll |first4=Walter |last5=Supp |first5=Emil |last6=Brejc |first6=Miron |last7=Liebner |first7=Waldemar |last8=Schaub |first8=Georg |isbn=978-3-527-30673-2 }}</ref>
-== औद्योगिक अभ्यास ==
-[[File:Global Hydrogen Production by Method.png|thumb|231x231px|विधि द्वारा वैश्विक हाइड्रोजन उत्पादन<ref name=":3">{{Cite journal|last1=Dincer|first1=Ibrahim|last2=Acar|first2=Canan|date=2015-09-14|title=बेहतर स्थिरता के लिए हाइड्रोजन उत्पादन विधियों की समीक्षा और मूल्यांकन|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319914034119|journal=International Journal of Hydrogen Energy|language=en|volume=40|issue=34|pages=11096|doi=10.1016/j.ijhydene.2014.12.035|issn=0360-3199}}</ref>]]प्रतिक्रिया मल्टीट्यूबुलर [[ खचाखच भरे बिस्तर ]] रिएक्टरों में आयोजित की जाती है, जो [[ प्लग फ्लो रिएक्टर मॉडल ]] श्रेणी का एक उपप्रकार है। इन रिएक्टरों में लंबी और संकीर्ण ट्यूबों की एक सरणी होती है<ref name=":4">{{Cite book|last=Speight|first=James G.|url=https://www.worldcat.org/oclc/1129385226|title=औद्योगिक हाइड्रोकार्बन प्रक्रियाओं की हैंडबुक|date=2020|isbn=9780128099230|edition=Second|location=Cambridge, MA|oclc=1129385226}}</ref> जो एक बड़े [[ औद्योगिक भट्टी ]] के दहन कक्ष के भीतर स्थित होते हैं, जो ऑपरेशन के दौरान रिएक्टर को स्थिर तापमान पर रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करते हैं। भट्ठी के डिजाइन अलग-अलग होते हैं, बर्नर कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर उन्हें आम तौर पर वर्गीकृत किया जाता है: ऊपर से निकाल दिया जाता है, नीचे से निकाल दिया जाता है, और किनारे से निकाल दिया जाता है। एक उल्लेखनीय डिजाइन [[ फोस्टर व्हीलर ]] | फोस्टर-व्हीलर टैरेस वॉल रिफॉर्मर है।
-ट्यूबों के अंदर, भाप और मीथेन के मिश्रण को निकल उत्प्रेरक के संपर्क में लाया जाता है।<ref name=":4" />उच्च [[ परिचालन तापमान ]] के कारण [[ प्रसार ]] सीमाओं के कारण उच्च [[ सतह-क्षेत्र-से-आयतन अनुपात ]] वाले [[ उत्प्रेरक ]]ों को प्राथमिकता दी जाती है। इस्तेमाल किए गए उत्प्रेरक आकृतियों के उदाहरण स्पोक व्हील, गियर व्हील और छेद वाले छल्ले हैं (देखें: रैशिग रिंग)। इसके अतिरिक्त, इन आकृतियों में कम दबाव ड्रॉप होता है जो इस एप्लिकेशन के लिए फायदेमंद होता है।<ref>{{cite book |doi=10.1002/14356007.o12_o01 |chapter-url={{Google books|qBknDwAAQBAJ|page=429|plainurl=yes}} |chapter=Gas Production, 2. Processes |title=उलमन का औद्योगिक रसायन विज्ञान का विश्वकोश|year=2011 |last1=Reimert |first1=Rainer |last2=Marschner |first2=Friedemann |last3=Renner |first3=Hans-Joachim |last4=Boll |first4=Walter |last5=Supp |first5=Emil |last6=Brejc |first6=Miron |last7=Liebner |first7=Waldemar |last8=Schaub |first8=Georg |isbn=978-3-527-30673-2 }}</ref>
 प्राकृतिक गैस का भाप सुधार 65-75% कुशल है।<ref>{{citation|title=Hydrogen Production – Steam Methane Reforming (SMR)|url= https://www.amiqweb.es/app/download/9343795/6hydrogenproductionsteammethanereforming.pdf|work=Hydrogen Fact Sheet|archive-url=https://web.archive.org/web/20060204211916/http://www.getenergysmart.org/Files/HydrogenEducation/6HydrogenProductionSteamMethaneReforming.pdf|access-date=28 August 2014|archive-date=4 February 2006}}</ref>
-[[ संयुक्त राज्य अमेरिका ]] प्रति वर्ष 9-10 मिलियन टन हाइड्रोजन का उत्पादन करता है, ज्यादातर प्राकृतिक गैस के भाप सुधार के साथ।<ref>{{cite web|title=माह मई 2018 का तथ्य: संयुक्त राज्य अमेरिका में सालाना 10 मिलियन मीट्रिक टन हाइड्रोजन का उत्पादन किया जाता है|url=https://www.energy.gov/eere/fuelcells/fact-month-may-2018-10-million-metric-tons-hydrogen-produced-annually-united-states|website=Energy.gov|language=en}}</ref> भाप सुधार से प्राप्त हाइड्रोजन का उपयोग करते हुए दुनिया भर में अमोनिया का उत्पादन 2018 में 144 मिलियन टन था।<ref name="USGS">{{cite report|url=https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-nitrogen.pdf|title=नाइट्रोजन (स्थिर) -अमोनिया|date=January 2020|publisher=United States Geological Survey}}</ref> ऊर्जा की खपत 1920 में 100 GJ / टन अमोनिया से 2019 तक 27 GJ तक कम हो गई है।<ref name="ram2019">{{cite web|last1=Ramskov|first1=Jens|date=16 December 2019|title=विज्ञान के शीर्ष 5 के विजेता: ऊर्जा अपशिष्ट के बिना हाइड्रोजन और मेथनॉल|url=https://ing.dk/artikel/vinder-videnskabens-top-5-hydrogen-methanol-uden-energifraas-230864|website=[[Ingeniøren]]|language=da}}</ref>
-विश्व स्तर पर, लगभग 50% हाइड्रोजन का उत्पादन भाप सुधार के माध्यम से किया जाता है।<ref name=":3" />यह वर्तमान में अपनी पूंजीगत लागत के मामले में उपलब्ध हाइड्रोजन उत्पादन के लिए सबसे कम खर्चीला तरीका है।<ref name=":5">{{Citation|last1=Velazquez Abad|first1=A.|title=Production of Hydrogen|date=2017-01-01|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780124095489101174|encyclopedia=Encyclopedia of Sustainable Technologies|pages=293–304|editor-last=Abraham|editor-first=Martin A.|place=Oxford|publisher=Elsevier|language=en|doi=10.1016/b978-0-12-409548-9.10117-4|isbn=978-0-12-804792-7|access-date=2021-11-16|last2=Dodds|first2=P. E.}}</ref>
-हाइड्रोजन उत्पादन को डीकार्बोनाइज करने के प्रयास में, कार्बन कैप्चर और स्टोरेज (सीसीएस) विधियों को उद्योग के भीतर लागू किया जा रहा है, जिसमें सीओ के 90% तक को हटाने की क्षमता है।<sub>2</sub> प्रक्रिया से उत्पादित।<ref name=":5" />इसके बावजूद, इस तकनीक का कार्यान्वयन समस्याग्रस्त, महंगा बना हुआ है, और उत्पादित हाइड्रोजन की कीमत में काफी वृद्धि करता है।<ref name=":5" /><ref>{{cite journal |last1=Abdulla |first1=Ahmed |last2=Hanna |first2=Ryan |last3=Schell |first3=Kristen R |last4=Babacan |first4=Oytun |last5=Victor |first5=David G |title=अनुभवजन्य और विशेषज्ञ आकलन का उपयोग करके यू.एस. कार्बन कैप्चर और स्टोरेज में सफल और असफल निवेश की व्याख्या करना|journal=Environmental Research Letters |date=29 December 2020 |volume=16 |issue=1 |page=014036 |doi=10.1088/1748-9326/abd19e |s2cid=234429781 |url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/abd19e}}</ref>
+[[ संयुक्त राज्य अमेरिका | संयुक्त राज्य अमेरिका]] प्रति वर्ष लगभग 9-10 मिलियन टन हाइड्रोजन का उत्पादन करता है, ज्यादातर प्राकृतिक गैस के भाप सुधार के साथ।<ref>{{cite web|title=माह मई 2018 का तथ्य: संयुक्त राज्य अमेरिका में सालाना 10 मिलियन मीट्रिक टन हाइड्रोजन का उत्पादन किया जाता है|url=https://www.energy.gov/eere/fuelcells/fact-month-may-2018-10-million-metric-tons-hydrogen-produced-annually-united-states|website=Energy.gov|language=en}}</ref> भाप सुधार से हाइड्रोजन का उपयोग करके अमोनिया का विश्वव्यापी उत्पादन 2018 में 144 मिलियन टन था।<ref name="USGS">{{cite report|url=https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-nitrogen.pdf|title=नाइट्रोजन (स्थिर) -अमोनिया|date=January 2020|publisher=United States Geological Survey}}</ref> ऊर्जा की खपत 1920 में 100 जीजे/टन अमोनिया से घटकर 2019 तक 27 जीजे हो गई है।<ref name="ram2019">{{cite web|last1=Ramskov|first1=Jens|date=16 December 2019|title=विज्ञान के शीर्ष 5 के विजेता: ऊर्जा अपशिष्ट के बिना हाइड्रोजन और मेथनॉल|url=https://ing.dk/artikel/vinder-videnskabens-top-5-hydrogen-methanol-uden-energifraas-230864|website=[[Ingeniøren]]|language=da}}</ref>
+विश्व स्तर पर, लगभग 50% हाइड्रोजन का उत्पादन भाप सुधार के माध्यम से होता है।<ref name=":3" /> यह वर्तमान में अपनी पूंजी लागत के मामले में उपलब्ध हाइड्रोजन उत्पादन के लिए सबसे कम खर्चीला तरीका है।<ref name=":5">{{Citation|last1=Velazquez Abad|first1=A.|title=Production of Hydrogen|date=2017-01-01|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780124095489101174|encyclopedia=Encyclopedia of Sustainable Technologies|pages=293–304|editor-last=Abraham|editor-first=Martin A.|place=Oxford|publisher=Elsevier|language=en|doi=10.1016/b978-0-12-409548-9.10117-4|isbn=978-0-12-804792-7|access-date=2021-11-16|last2=Dodds|first2=P. E.}}</ref>
+हाइड्रोजन उत्पादन को डीकार्बोनाइज करने के प्रयास में, उद्योग के भीतर कार्बन कैप्चर और स्टोरेज (सीसीएस) विधियों को लागू किया जा रहा है, जिसमें प्रक्रिया से उत्पादित CO<sub>2</sub> के 90% तक को हटाने की क्षमता है।<ref name=":5" /> फिर भी, इस तकनीक का कार्यान्वयन समस्याग्रस्त, महंगा है, और उत्पादित हाइड्रोजन की कीमत में काफी वृद्धि करता है। <ref name=":5" /><ref>{{cite journal |last1=Abdulla |first1=Ahmed |last2=Hanna |first2=Ryan |last3=Schell |first3=Kristen R |last4=Babacan |first4=Oytun |last5=Victor |first5=David G |title=अनुभवजन्य और विशेषज्ञ आकलन का उपयोग करके यू.एस. कार्बन कैप्चर और स्टोरेज में सफल और असफल निवेश की व्याख्या करना|journal=Environmental Research Letters |date=29 December 2020 |volume=16 |issue=1 |page=014036 |doi=10.1088/1748-9326/abd19e |s2cid=234429781 |url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/abd19e}}</ref>
 == ऑटोथर्मल सुधार ==
-ऑटोथर्मल रिफॉर्मिंग (एटीआर) सिनगैस बनाने के लिए मीथेन के साथ प्रतिक्रिया में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड या भाप का उपयोग करता है। प्रतिक्रिया एक एकल कक्ष में होती है जहां मीथेन आंशिक रूप से ऑक्सीकृत होता है। प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है। जब एटीआर कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करता है, तो एच<sub>2</sub>:CO उत्पादन अनुपात 1:1 है; जब एटीआर भाप का उपयोग करता है, एच<sub>2</sub>:CO का उत्पादन अनुपात 2.5:1 है। सिनगैस का आउटलेट तापमान 950-1100 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है और आउटलेट का दबाव 100 [[ बार (इकाई) ]] जितना अधिक हो सकता है।<ref>[http://www.topsoe.com/business_areas/methanol/Processes/AutothermalReforming.aspx Topsoe ATR]</ref>
+ऑटोथर्मल रिफॉर्मिंग (एटीआर) सिनगैस बनाने के लिए मीथेन के साथ प्रतिक्रिया में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड या भाप का उपयोग करता है। प्रतिक्रिया एक एकल कक्ष में होती है जहां मीथेन आंशिक रूप से ऑक्सीकृत होता है। अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी है। जब एटीआर कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करता है, तो  H<sub>2</sub>:CO  का अनुपात 1:1 उत्पन्न होता है; जब एटीआर भाप का उपयोग करता है, तो उत्पादित  H<sub>2</sub>:CO अनुपात 2.5:1 है। सिनगैस का आउटलेट तापमान 950–1100 °C के बीच होता है और आउटलेट प्रेशर 100 [[ बार (इकाई) |बार (इकाई)]] जितना अधिक हो सकता है।<ref>[http://www.topsoe.com/business_areas/methanol/Processes/AutothermalReforming.aspx Topsoe ATR]</ref>
-प्रतिक्रियाओं के अलावा [1] - [3], एटीआर निम्नलिखित प्रतिक्रिया का परिचय देता है:<ref>{{Cite journal|last1=Blumberg|first1=Timo|last2=Morosuk|first2=Tatiana|last3=Tsatsaronis|first3=George|date=December 2017|title=प्राकृतिक गैस से मेथनॉल उत्पादन के लिए संश्लेषण मार्गों का एक तुलनात्मक बाह्य आर्थिक मूल्यांकन|journal=Applied Sciences|language=en|volume=7|issue=12|pages=1213|doi=10.3390/app7121213|doi-access=free}}</ref>
+अभिक्रियाओं के अतिरिक्त [1] - [3], एटीआर निम्नलिखित अभिक्रिया प्रस्तुत करता है:<ref>{{Cite journal|last1=Blumberg|first1=Timo|last2=Morosuk|first2=Tatiana|last3=Tsatsaronis|first3=George|date=December 2017|title=प्राकृतिक गैस से मेथनॉल उत्पादन के लिए संश्लेषण मार्गों का एक तुलनात्मक बाह्य आर्थिक मूल्यांकन|journal=Applied Sciences|language=en|volume=7|issue=12|pages=1213|doi=10.3390/app7121213|doi-access=free}}</ref>
 <math>[4]\qquad \mathrm{CH}_4 + 0.5\,\mathrm{O}_2 \rightleftharpoons \mathrm{CO} + 2\,\mathrm{H}_2
 \qquad \Delta H_{R} = -24.5\ \mathrm{kJ/mol}</math>
-एसएमआर और एटीआर के बीच मुख्य अंतर यह है कि एसएमआर केवल भाप बनाने के लिए गर्मी स्रोत के रूप में दहन के लिए हवा का उपयोग करता है, जबकि एटीआर शुद्ध ऑक्सीजन का उपयोग करता है। एटीआर का लाभ यह है कि एच<sub>2</sub>:CO अनुपात विविध हो सकता है, जो विशेष उत्पादों के उत्पादन के लिए उपयोगी हो सकता है। एटीआर के भीतर होने वाली कुछ अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं की एक्ज़ोथिर्मिक प्रकृति के कारण, प्रक्रिया अनिवार्य रूप से शून्य (ΔH = 0) की शुद्ध थैलेपी पर की जा सकती है।<ref>{{Citation|last=Semelsberger|first=T. A.|title=FUELS – HYDROGEN STORAGE {{!}} Chemical Carriers|date=2009-01-01|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780444527455003312|encyclopedia=Encyclopedia of Electrochemical Power Sources|pages=504–518|editor-last=Garche|editor-first=Jürgen|place=Amsterdam|publisher=Elsevier|language=en|doi=10.1016/b978-044452745-5.00331-2|isbn=978-0-444-52745-5|access-date=2021-11-16}}</ref>
+एसएमआर और एटीआर के बीच मुख्य अंतर यह है कि एसएमआर भाप बनाने के लिए गर्मी स्रोत के रूप में केवल दहन के लिए हवा का उपयोग करता है, जबकि एटीआर शुद्ध ऑक्सीजन का उपयोग करता है। एटीआर का लाभ यह है कि H<sub>2</sub>:CO अनुपात भिन्न-भिन्न हो सकता है, जो विशेष उत्पादों के उत्पादन के लिए उपयोगी हो सकता है। एटीआर के भीतर होने वाली कुछ अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं की एक्ज़ोथिर्मिक प्रकृति के कारण, प्रक्रिया को अनिवार्य रूप से शून्य (ΔH = 0) की शुद्ध एन्थैल्पी पर निष्पादित किया जा सकता है।<ref>{{Citation|last=Semelsberger|first=T. A.|title=FUELS – HYDROGEN STORAGE {{!}} Chemical Carriers|date=2009-01-01|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780444527455003312|encyclopedia=Encyclopedia of Electrochemical Power Sources|pages=504–518|editor-last=Garche|editor-first=Jürgen|place=Amsterdam|publisher=Elsevier|language=en|doi=10.1016/b978-044452745-5.00331-2|isbn=978-0-444-52745-5|access-date=2021-11-16}}</ref>
 == आंशिक ऑक्सीकरण ==
-{{main|Partial oxidation}}
+{{main|आंशिक ऑक्सीकरण}}
-आंशिक ऑक्सीकरण (पीओएक्स) तब होता है जब एक उप-स्टोइकोमेट्रिक ईंधन-वायु मिश्रण आंशिक रूप से हाइड्रोजन-समृद्ध सिनगैस बनाने वाले सुधारक में दहन होता है। POX आमतौर पर स्टीम रिफॉर्मिंग की तुलना में बहुत तेज होता है और इसके लिए एक छोटे रिएक्टर पोत की आवश्यकता होती है। POX समान ईंधन के भाप सुधार की तुलना में इनपुट ईंधन की प्रति यूनिट कम हाइड्रोजन का उत्पादन करता है।<ref>{{Cite web | url=https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-production-natural-gas-reforming |title = हाइड्रोजन उत्पादन: प्राकृतिक गैस सुधार}}</ref>
+आंशिक ऑक्सीकरण (पीओएक्स) तब होता है जब एक उप-स्टॉइचियोमेट्रिक ईंधन-वायु मिश्रण को सुधारक में आंशिक रूप से जलाया जाता है ताकि हाइड्रोजन-समृद्ध सिनगैस बनाया जा सके। पीओएक्स आमतौर पर भाप के सुधार की तुलना में बहुत तेज होता है और इसके लिए छोटे रिएक्टर पोत की आवश्यकता होती है। पीओएक्स एक ही ईंधन के भाप सुधार की तुलना में इनपुट ईंधन की प्रति यूनिट कम हाइड्रोजन पैदा करता है।<ref>{{Cite web | url=https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-production-natural-gas-reforming |title = हाइड्रोजन उत्पादन: प्राकृतिक गैस सुधार}}</ref>
 ==छोटे पैमाने पर भाप सुधार ==
-छोटे से मध्यम आकार के अनुप्रयोगों के लिए भाप सुधार संयंत्रों की पूंजीगत लागत को निषेधात्मक माना जाता है। इन विस्तृत सुविधाओं की लागत अच्छी तरह से कम नहीं होती है। पारंपरिक भाप सुधार संयंत्र 200 और 600 साई (14-40 बार) के बीच दबाव में 815 से 925 डिग्री सेल्सियस की सीमा में आउटलेट तापमान के साथ काम करते हैं।
+छोटे से मध्यम आकार के अनुप्रयोगों के लिए भाप सुधार संयंत्रों की पूंजीगत लागत निषेधात्मक मानी जाती है। इन विस्तृत सुविधाओं की लागत ठीक नहीं है। पारंपरिक भाप सुधार संयंत्र 815 से 925 डिग्री सेल्सियस की सीमा में आउटलेट तापमान के साथ 200 और 600 पीएसआई (14–40 बार) के बीच दबाव में काम करते हैं।
 === दहन इंजन के लिए ===
-[[ गैस भड़कना ]] और हवादार [[ वाष्पशील कार्बनिक यौगिक ]] (वीओसी) अपतटीय उद्योग और तटवर्ती तेल और गैस उद्योग में ज्ञात समस्याएं हैं, क्योंकि दोनों वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों को छोड़ते हैं।<ref>{{cite web|title=वायुमंडलीय उत्सर्जन|url=http://www.oilandgasuk.co.uk/knowledgecentre/atmospheric_emissions.cfm|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20130926063455/http://www.oilandgasuk.co.uk/knowledgecentre/atmospheric_emissions.cfm|archive-date=2013-09-26}}</ref> दहन इंजनों के लिए सुधार अपशिष्ट गैसों को ऊर्जा के स्रोत में परिवर्तित करने के लिए भाप सुधार प्रौद्योगिकी का उपयोग करता है।<ref>{{cite news|title=Wärtsilä ने तेल उत्पादन गैस को ऊर्जा में बदलने के लिए GasReformer उत्पाद लॉन्च किया|url=http://www.marineinsight.com/shipping-news/wartsila-launches-gasreformer-product-for-turning-oil-production-gas-into-energy/|newspaper=Marine Insight|date=18 March 2013|archive-url=https://web.archive.org/web/20150511023948/https://www.marineinsight.com/shipping-news/wartsila-launches-gasreformer-product-for-turning-oil-production-gas-into-energy/|archive-date=2015-05-11}}</ref>
+[[ गैस भड़कना |फ्लेयर्ड गैस]] और वेंटेड [[ वाष्पशील कार्बनिक यौगिक | वाष्पशील कार्बनिक यौगिक]](वीओसी) अपतटीय उद्योग और तटवर्ती तेल और गैस उद्योग में ज्ञात समस्याएँ हैं, क्योंकि दोनों वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों को छोड़ते हैं।<ref>{{cite web|title=वायुमंडलीय उत्सर्जन|url=http://www.oilandgasuk.co.uk/knowledgecentre/atmospheric_emissions.cfm|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20130926063455/http://www.oilandgasuk.co.uk/knowledgecentre/atmospheric_emissions.cfm|archive-date=2013-09-26}}</ref> दहन इंजनों के लिए सुधार अपशिष्ट गैसों को ऊर्जा के स्रोत में बदलने के लिए भाप सुधार तकनीक का उपयोग करता है।<ref>{{cite news|title=Wärtsilä ने तेल उत्पादन गैस को ऊर्जा में बदलने के लिए GasReformer उत्पाद लॉन्च किया|url=http://www.marineinsight.com/shipping-news/wartsila-launches-gasreformer-product-for-turning-oil-production-gas-into-energy/|newspaper=Marine Insight|date=18 March 2013|archive-url=https://web.archive.org/web/20150511023948/https://www.marineinsight.com/shipping-news/wartsila-launches-gasreformer-product-for-turning-oil-production-gas-into-energy/|archive-date=2015-05-11}}</ref>
-दहन इंजन के लिए सुधार भाप सुधार पर आधारित है, जहां कम गुणवत्ता वाले गैसों के गैर-मीथेन हाइड्रोकार्बन ([[ NMHC ]]s) को Syngas (H) में परिवर्तित किया जाता है।<sub>2</sub> + CO) और अंत में मीथेन (CH .) में<sub>4</sub>), [[ कार्बन डाइआक्साइड ]] (CO .)<sub>2</sub>) और हाइड्रोजन (H .)<sub>2</sub>) - जिससे ईंधन गैस की गुणवत्ता (मीथेन संख्या) में सुधार होता है।<ref>{{cite web|title=गैस इंजन प्लांट और गैस इंजन के ईंधन फीडिंग सिस्टम के संचालन की विधि|url=http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=EP&NR=1861610B1&KC=B1&FT=D}}</ref>
-===ईंधन कोशिकाओं के लिए ===
-ईंधन कोशिकाओं के लिए फीडस्टॉक के रूप में हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए समान तकनीक पर आधारित बहुत छोटी इकाइयों के विकास में भी रुचि है।<ref>{{cite web|url=http://auto.howstuffworks.com/fuel-processor.htm |title=जीवाश्म ईंधन प्रोसेसर|date=2000-10-04}}</ref> ईंधन कोशिकाओं की आपूर्ति के लिए छोटे पैमाने पर भाप सुधार इकाइयां वर्तमान में अनुसंधान और विकास का विषय हैं, आमतौर पर [[ मेथनॉल ]] के सुधार को शामिल किया जाता है, लेकिन अन्य ईंधन को भी प्रोपेन, [[ पेट्रोल ]], [[ रसोई गैस ]], [[ डीजल ईंधन ]] और [[ इथेनॉल ]] जैसे माना जा रहा है।<ref>{{cite techreport|url=http://www.h2net.org.uk/PDFs/RN_1/HydrogenMLW.pdf |title=एग्जॉस्ट गैस फ्यूल रिफॉर्मिंग से हाइड्रोजन: ग्रीनर, लीनर और स्मूथ इंजन|first1=Miroslaw L. |last1=Wyszynski |first2=Thanos |last2=Megaritis |first3=Roy S. |last3=Lehrle |date=2001 |institution=Future Power Systems Group, The [[University of Birmingham]]}}</ref><ref>{{cite web|url=http://auto.howstuffworks.com/fuel-processor2.htm |title=आज आम तौर पर प्रयुक्त ईंधन सुधार|date=2000-10-04}}</ref>
+दहन इंजनों के लिए सुधार भाप सुधार पर आधारित है, जहां कम गुणवत्ता वाली गैसों के गैर-मीथेन हाइड्रोकार्बन ([[ NMHC |NMHC]]s) को संश्लेषण गैस (H<sub>2</sub> + CO) में परिवर्तित किया जाता है और अंत में मीथेन (CH<sub>4</sub>), [[ कार्बन डाइआक्साइड |कार्बन डाइआक्साइड]] (CO<sub>2</sub>) और हाइड्रोजन (H<sub>2</sub>) है में परिवर्तित - जिससे ईंधन गैस (मीथेन नंबर) की गुणवत्ता में सुधार होता है।<ref>{{cite web|title=गैस इंजन प्लांट और गैस इंजन के ईंधन फीडिंग सिस्टम के संचालन की विधि|url=http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=EP&NR=1861610B1&KC=B1&FT=D}}</ref>
+===ईंधन सेल के लिए ===
+ईंधन सेल के लिए फीडस्टॉक के रूप में हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए समान तकनीक पर आधारित बहुत छोटी इकाइयों के विकास में भी रुचि है।<ref>{{cite web|url=http://auto.howstuffworks.com/fuel-processor.htm |title=जीवाश्म ईंधन प्रोसेसर|date=2000-10-04}}</ref> ईंधन कोशिकाओं की आपूर्ति के लिए छोटे पैमाने की भाप सुधार इकाइयां वर्तमान में अनुसंधान और विकास का विषय हैं, आमतौर पर मेथनॉल के सुधार में शामिल हैं, लेकिन प्रोपेन, [[ पेट्रोल |पेट्रोल]], [[ रसोई गैस |रसोई गैस]], [[ डीजल ईंधन |डीजल ईंधन]] और [[ इथेनॉल |इथेनॉल]] जैसे अन्य ईंधन पर भी विचार किया जा रहा है। <ref>{{cite techreport|url=http://www.h2net.org.uk/PDFs/RN_1/HydrogenMLW.pdf |title=एग्जॉस्ट गैस फ्यूल रिफॉर्मिंग से हाइड्रोजन: ग्रीनर, लीनर और स्मूथ इंजन|first1=Miroslaw L. |last1=Wyszynski |first2=Thanos |last2=Megaritis |first3=Roy S. |last3=Lehrle |date=2001 |institution=Future Power Systems Group, The [[University of Birmingham]]}}</ref><ref>{{cite web|url=http://auto.howstuffworks.com/fuel-processor2.htm |title=आज आम तौर पर प्रयुक्त ईंधन सुधार|date=2000-10-04}}</ref>
 ====नुकसान ====
-सुधारक- ईंधन-सेल प्रणाली पर अभी भी शोध किया जा रहा है, लेकिन निकट अवधि में, सिस्टम मौजूदा ईंधन, जैसे प्राकृतिक गैस या गैसोलीन या डीजल पर चलते रहेंगे। हालाँकि, इस बारे में एक सक्रिय बहस है कि क्या इन ईंधनों का उपयोग हाइड्रोजन बनाने के लिए फायदेमंद है जबकि ग्लोबल वार्मिंग एक मुद्दा है। [[ जीवाश्म ईंधन ]] सुधार वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड के उत्सर्जन को समाप्त नहीं करता है, लेकिन कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करता है और दक्षता और ईंधन सेल विशेषताओं में वृद्धि के कारण पारंपरिक ईंधन के जलने की तुलना में कार्बन मोनोऑक्साइड उत्सर्जन को लगभग समाप्त कर देता है।<ref>[http://www.howstuffworks.com/hydrogen-economy4.htm Fossil fuel reforming not eliminating any carbon dioxides]</ref> हालांकि, वितरित रिलीज के बजाय कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई को एक [[ बिंदु स्रोत ]] में बदलकर, कार्बन कैप्चर और स्टोरेज एक संभावना बन जाती है, जो प्रक्रिया की लागत को जोड़ते हुए कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल में छोड़ने से रोकेगी।
+सुधारक- ईंधन-सेल प्रणाली पर अभी भी शोध किया जा रहा है, लेकिन निकट अवधि में, सिस्टम मौजूदा ईंधन, जैसे प्राकृतिक गैस या गैसोलीन या डीजल पर चलना जारी रखेंगे। हालाँकि, इस बारे में एक सक्रिय बहस चल रही है कि क्या हाइड्रोजन बनाने के लिए इन ईंधनों का उपयोग करना फायदेमंद है जबकि ग्लोबल वार्मिंग एक मुद्दा है। [[ जीवाश्म ईंधन |जीवाश्म ईंधन]] सुधार वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की उत्सर्जन को समाप्त नहीं करता है लेकिन कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करता है और दक्षता और ईंधन सेल विशेषताओं में वृद्धि के कारण पारंपरिक ईंधन के जलने की तुलना में कार्बन मोनोऑक्साइड उत्सर्जन को लगभग समाप्त कर देता है। <ref>[http://www.howstuffworks.com/hydrogen-economy4.htm Fossil fuel reforming not eliminating any carbon dioxides]</ref> हालांकि, वितरित रिलीज के बजाय कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई को [[ बिंदु स्रोत |बिंदु स्रोत]] में बदलकर, कार्बन कैप्चर और स्टोरेज एक संभावना बन जाती है, जो प्रक्रिया की लागत को जोड़ते हुए कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल में छोड़ने से रोकेगी।
-जीवाश्म ईंधन में सुधार करके हाइड्रोजन उत्पादन की लागत उस पैमाने पर निर्भर करती है जिस पर यह किया जाता है, सुधारक की पूंजीगत लागत और इकाई की दक्षता, ताकि एक औद्योगिक में हाइड्रोजन के प्रति किलोग्राम केवल कुछ डॉलर खर्च हो सकें। पैमाने पर, यह ईंधन कोशिकाओं के लिए आवश्यक छोटे पैमाने पर अधिक महंगा हो सकता है।<ref>{{cite journal |citeseerx=10.1.1.538.3537 |first1=F. David |last1=Doty |year=2004 |title=हाइड्रोजन मूल्य अनुमानों पर एक यथार्थवादी नज़र }}</ref>{{self-published inline|date=January 2019}}
+जीवाश्म ईंधन में सुधार करके हाइड्रोजन के उत्पादन की लागत उस पैमाने पर निर्भर करती है जिस पर यह किया जाता है, सुधारक की पूंजी लागत और इकाई की दक्षता, जबकि औद्योगिक पैमाने पर हाइड्रोजन की कीमत केवल कुछ डॉलर प्रति किलोग्राम हो सकती है। बड़े पैमाने पर, यह ईंधन सेल के लिए आवश्यक छोटे पैमाने की तुलना में अधिक महंगा हो सकता है। <ref>{{cite journal |citeseerx=10.1.1.538.3537 |first1=F. David |last1=Doty |year=2004 |title=हाइड्रोजन मूल्य अनुमानों पर एक यथार्थवादी नज़र }}</ref>{{self-published inline|date=January 2019}}
+==== ईंधन सेल की आपूर्ति करने वाले सुधारकों के साथ चुनौतियां ====
+इस तकनीक के साथ कई चुनौतियाँ जुड़ी हुई हैं:
-==== ईंधन कोशिकाओं की आपूर्ति करने वाले सुधारकों के साथ चुनौतियां ====
+* सुधार की प्रतिक्रिया उच्च तापमान पर होती है, जिससे यह धीमी गति से शुरू होती है और महंगी उच्च तापमान वाली सामग्री की आवश्यकता होती है।
-इस तकनीक से जुड़ी कई चुनौतियाँ हैं:
+*ईंधन में सल्फर ([[ गंधक |गंधक]]) के यौगिक कुछ उत्प्रेरकों को जहर देंगे, जिससे इस प्रकार की प्रणाली को साधारण गैसोलीन से चलाना मुश्किल हो जाएगा। कुछ नई तकनीकों ने सल्फर-सहिष्णु उत्प्रेरकों के साथ इस चुनौती को दूर किया है।
-* सुधार प्रतिक्रिया उच्च तापमान पर होती है, जिससे इसे शुरू करना धीमा हो जाता है और महंगी उच्च तापमान सामग्री की आवश्यकता होती है।
+* [[ कोकिंग |कोकिंग]] भाप सुधार के दौरान उत्प्रेरक निष्क्रियता का एक अन्य कारण होगा। उच्च प्रतिक्रिया तापमान, कम वाष्प-से-कार्बन अनुपात (S/C), और सल्फर युक्त वाणिज्यिक हाइड्रोकार्बन ईंधन की जटिल प्रकृति कोकिंग को विशेष रूप से अनुकूल बनाती है। ओलेफ़िन, आमतौर पर एथिलीन और एरोमैटिक्स जाने-माने कार्बन-अग्रदूत हैं, इसलिए भाप सुधार के दौरान उनके गठन को कम किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, कम अम्लता उत्प्रेरक को डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं को दबाकर कोकिंग के लिए कम प्रवण बताया गया। H<sub>2</sub>S, कार्बनिक सल्फर के सुधार में मुख्य उत्पाद, धातु-सल्फर बॉन्ड बनाने के लिए सभी संक्रमण धातु उत्प्रेरकों को बांध सकता है और बाद में सुधार करने वाले अभिकारकों के रासायनिक शोषण को रोककर उत्प्रेरक गतिविधि को कम कर सकता है। इस बीच, अवशोषित सल्फर प्रजातियां उत्प्रेरक अम्लता को बढ़ाती हैं, और इसलिए अप्रत्यक्ष रूप से कोकिंग को बढ़ावा देती हैं। कीमती धातु उत्प्रेरक जैसे कि Rh और Pt में Ni जैसे अन्य धातु उत्प्रेरक की तुलना में बल्क सल्फाइड बनाने की प्रवृत्ति कम होती है। Rh और Pt धातु सल्फाइड बनाने के बजाय सल्फर के केवल रासायनिक अवशोषण द्वारा सल्फर विषाक्तता से कम प्रवण होते हैं।<ref>{{cite journal |doi=10.1016/j.apcatb.2014.05.044 |title=Rh-Pt उत्प्रेरक पर सल्फर युक्त डोडेकेन का भाप सुधार: उत्प्रेरक स्थिरता और कोक संरचना पर प्रक्रिया मापदंडों का प्रभाव|journal=Applied Catalysis B: Environmental |volume=160-161 |pages=525–533 |year=2014 |last1=Zheng |first1=Qinghe |last2=Janke |first2=Christiane |last3=Farrauto |first3=Robert }}</ref>
-* ईंधन में [[ गंधक ]] यौगिक कुछ उत्प्रेरकों को जहर देंगे, जिससे इस प्रकार की प्रणाली को साधारण गैसोलीन से चलाना मुश्किल हो जाएगा। कुछ नई तकनीकों ने सल्फर-सहिष्णु उत्प्रेरकों के साथ इस चुनौती को पार कर लिया है।
+* रिएक्टर द्वारा उत्पादित कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) द्वारा कम तापमान [[ बहुलक ईंधन सेल |बहुलक ईंधन सेल]] झिल्ली को जहर दिया जा सकता है, जिससे जटिल सीओ-हटाने वाली प्रणालियों को शामिल करना आवश्यक हो जाता है। [[ ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल |ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल]] (SOFC) और [[ पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन सेल |पिघले हुए कार्बोनेट ईंधन सेल]] (MCFC) में यह समस्या नहीं होती है, लेकिन वे उच्च तापमान पर काम करते हैं, उनका स्टार्ट-अप समय धीमा होता है, और महंगी सामग्री और भारी इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है।
-* भाप सुधार के दौरान उत्प्रेरक के निष्क्रिय होने का एक अन्य कारण [[ कोकिंग ]] भी होगा। उच्च प्रतिक्रिया तापमान, कम भाप-से-कार्बन अनुपात (एस/सी), और सल्फर युक्त वाणिज्यिक हाइड्रोकार्बन ईंधन की जटिल प्रकृति कोकिंग को विशेष रूप से अनुकूल बनाती है। ओलेफिन, आम तौर पर एथिलीन, और एरोमेटिक्स प्रसिद्ध कार्बन-अग्रदूत हैं, इसलिए भाप सुधार के दौरान उनके गठन को कम किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, कम अम्लता वाले उत्प्रेरकों को डीहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं को दबाने से कोकिंग के लिए कम प्रवण होने की सूचना मिली थी। एच<sub>2</sub>एस, कार्बनिक सल्फर के सुधार में मुख्य उत्पाद, धातु-सल्फर बांड बनाने के लिए सभी संक्रमण धातु उत्प्रेरकों को बांध सकता है और बाद में सुधारक अभिकारकों के रसायन विज्ञान को रोककर उत्प्रेरक गतिविधि को कम कर सकता है। इस बीच, सोखने वाली सल्फर प्रजातियां उत्प्रेरक अम्लता को बढ़ाती हैं, और इसलिए अप्रत्यक्ष रूप से कोकिंग को बढ़ावा देती हैं। Rh और Pt जैसे कीमती धातु उत्प्रेरकों में Ni जैसे अन्य धातु उत्प्रेरकों की तुलना में थोक सल्फाइड बनाने की प्रवृत्ति कम होती है। धातु सल्फाइड बनाने के बजाय केवल रसायनयुक्त सल्फर द्वारा Rh और Pt में सल्फर विषाक्तता का खतरा कम होता है।<ref>{{cite journal |doi=10.1016/j.apcatb.2014.05.044 |title=Rh-Pt उत्प्रेरक पर सल्फर युक्त डोडेकेन का भाप सुधार: उत्प्रेरक स्थिरता और कोक संरचना पर प्रक्रिया मापदंडों का प्रभाव|journal=Applied Catalysis B: Environmental |volume=160-161 |pages=525–533 |year=2014 |last1=Zheng |first1=Qinghe |last2=Janke |first2=Christiane |last3=Farrauto |first3=Robert }}</ref>
+* प्रक्रिया की [[ थर्मोडायनामिक दक्षता |थर्मोडायनामिक दक्षता]] हाइड्रोजन उत्पाद की शुद्धता के आधार पर 70% और 85% (एलएचवी आधार) के बीच है।
-* कम तापमान [[ बहुलक ईंधन सेल ]] झिल्ली को रिएक्टर द्वारा उत्पादित कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) द्वारा जहर दिया जा सकता है, जिससे जटिल सीओ-हटाने वाली प्रणालियों को शामिल करना आवश्यक हो जाता है। [[ ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल ]] (SOFC) और पिघले [[ पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन सेल ]] (MCFC) में यह समस्या नहीं है, लेकिन उच्च तापमान पर काम करते हैं, स्टार्ट-अप समय धीमा करते हैं, और महंगी सामग्री और भारी इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है।
-* हाइड्रोजन उत्पाद की शुद्धता के आधार पर प्रक्रिया की [[ थर्मोडायनामिक दक्षता ]] 70% और 85% (कम ताप मूल्य) के बीच होती है।
 == यह भी देखें ==
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 *[[ औद्योगिक गैस ]]
 *[[ लेन हाइड्रोजन उत्पादक ]]
-* [[ मीथेन पायरोलिसिस ]] (हाइड्रोजन के लिए)
+* [[ मीथेन पायरोलिसिस ]](हाइड्रोजन के लिए)
 *[[ आंशिक ऑक्सीकरण ]]
-* [[ प्रोक्स ]]ी
+* [[ प्रोक्स |प्रोक्स]]
 * [[ सुधारित मेथनॉल ईंधन सेल ]]
 *[[ सुधारक स्पंज आयरन चक्र ]]
 * सिनगैस
 * [[ हाइड्रोजन प्रौद्योगिकियों की समयरेखा ]]
 == संदर्भ ==
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v t e पर्यावरण प्रौद्योगिकी
उपयुक्त तकनीक स्वच्छ तकनीक पर्यावरण डिजाइन पर्यावरण प्रभाव आकलन सतत विकास स्थायी प्रौद्योगिकी
प्रदूषण	वायु प्रदूषण ( नियंत्रण फैलाव मॉडलिंग) औद्योगिक पारिस्थितिकी ठोस अपशिष्ट उपचार कचरे का प्रबंधन पानी (कृषि अपशिष्ट जल उपचार औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार मलजल प्रबंध अपशिष्ट-पानी उपचार प्रौद्योगिकियां जल शोधन)
स्थायी ऊर्जा	कुशल ऊर्जा उपयोग विद्युतीकरण ऊर्जा विकास ऊर्जा पुनःप्राप्ति ईंधन (वैकल्पिक ईंधन जैव ईंधन कार्बन-तटस्थ ईंधन हाइड्रोजन प्रौद्योगिकियां ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं की सूची नवीकरणीय ऊर्जा व्यावसायीकरण संक्रमण परिवहन (इलेक्ट्रिक वाहन हाइब्रिड वाहन)
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