在燃料电池制备的天然气蒸汽重整制氢工艺中，第一个步骤是合成气发生，目的是提高甲烷转化率，这就需要二级重整。
在二级重整系统中，第一级重整的条件可以较为温和，虽然一级重整的转化率较低，但经过二级重整后，转化率仍比单纯一级重整要高，同时降低了一级重整反应器的造价。对于大规模制氢企业，设备成本的降低尤为可观。
二级重整的主要缺点是增加了设备，第二级重整使用空气时引人氮气，稀释了氢气。该法非常适用于合成氨。对于中等规模(100MW)的PAFC发电厂也是适宜的。
甲烷转化率与反应管出口的温度密切相关。填充催化剂的反应管直接受火焰辐射，出口温度与其表面最高允许N度有关。一般来说，重整炉的主要限制参数是反应管的表面温度。