Технология плазменного пиролиза метана
для получения водорода и ацетилена с использованием плазмотрона переменного тока мегаваттной мощности
Технология плазменного пиролиза метана
Представленные новые технологии использования плазмотронов, разрабатываемые Центром Келдыша, для плазменного пиролиза метана с получением водорода и углерода в твердой фазе либо ацетилена открывают возможности уменьшения «углеродного следа» при различных применениях природного газа как энергоносителя, развития плазмохимии в интересах народного хозяйства. Побочным продуктом плазменного пиролиза метана является сажа, пользующаяся спросом на внутреннем и мировом рынке, коммерческая реализация которой позволяет повысить экономическую эффективность производства водорода.
Преимущества
Технология характеризуется низкой энергоёмкостью (15 квт·час/кг водорода) по сравнению с электролизом воды (около 50квт·час/кг водорода) и отсутствием вредных выбросов (СО, СО2), что не требует дополнительных затрат на их утилизацию, в отличие от метода парового риформинга и некоторых других.
Имеющийся задел
Плазмотроны являются источником высокотемпературного газа (воздух, азот, инертные газы) и предназначены для использования в технологических плазмохимических установках, в том числе для нанесения покрытий, получения порошков и нано-структурированных материалов, переработки промышленных, бытовых и медицинских отходов, научных теплофизических исследований.
В Центре Келдыша накоплен большой опыт создания и использования мощных плазмотронов для испытаний материалов и изделий ракетно-космической техники, отличающихся простой конструкции и технологичностью.
Основные преимущества:
- Питание от промышленной трехфазной сети, отсутствие дополнительных трансформаторов, выпрямителей и преобразователей частоты;
- Симметричная нагрузка трехфазной сети;
- Высокая надежность;
- Простота и удобство эксплуатации;
- Модульная конструкция;
- Однородные распределения температуры и давления газа в выходном сечении сопла.
Для отработки всех стадий процесса и сепарации продуктов пиролиза метана создана малогабаритная установка мощностью 35кВт.
Предлагаемая технология и оборудование могут быть использованы для получения водорода и ацетилена и его последующей транспортировки потребителям.
Размещение у потребителей позволит использовать существующую газотранспортную систему природного газа и существенно сократить издержки на создание систем хранения и транспортировки водорода и ацетилена.
Масштабное производство и потребление водорода в качестве энергоносителя, накопителя энергии и сырьевого компонента промышленных технологий, снижения выброса углекислого газа на сегодняшний день являются необходимыми направлениями улучшения экологии окружающей среды.
