用于天然气转化为乙炔和氢的微波血浆
2021年8月24日
作者:Stephen B. Harrison代表SBH4 GMBH
现在,甲烷分裂已被用来通过公司(例如Monolith材料和Plenesys)的天然气从天然气中生成“绿松石”氢。他们的过程分别依赖于直流和AC血浆来将天然气转化为绿松石氢和固体碳。美国内华达州内华达州的整体材料具有各种绿松石氢初创企业的技术成熟度最高。他们的过程建立在20多年前Kværner开发的技术基础上。另一家基于美国的启动材料,使用基于微波血浆的不同技术将甲烷分子分为氢和乙炔。
用于天然气转化为乙炔和氢的微波血浆
现在,甲烷分裂已被用来通过公司(例如Monolith材料和Plenesys)的天然气从天然气中生成“绿松石”氢。他们的过程分别依赖于直流和AC血浆来将天然气转化为绿松石氢和固体碳。美国内华达州内华达州的整体材料具有各种绿松石氢初创企业的技术成熟度最高。他们的过程建立在20多年前Kværner开发的技术基础上。另一家基于美国的启动材料,使用基于微波血浆的不同技术将甲烷分子分为氢和乙炔。
微波等离子体甲烷分裂
Methane splitting to produce acetylene and hydrogen was described by Louis S. Kassel in his ‘Thermal decomposition of methane’ paper of 1932. The reaction pathway is methane to ethane (some hydrogen is released) to ethylene (more hydrogen is released) to acetylene (yet more hydrogen is released) to carbon (the final hydrogen atoms are split from the carbon atom). The production of acetylene and hydrogen can be achieved through the Kassel reaction if it is interrupted before the final stage of acetylene decomposition to form solid carbon. The avoidance of solid carbon production may be an advantage to simplify downstream material handling.
遵循微波等离子体反应器,转换材料工艺使用温度摆动吸附(TSA)去除产品气流中较重的烃杂质。然后,将较轻的氢和离开TSA的乙炔分离以捕获乙炔。最后,使用压力摆动吸附(PSA)系统纯化氢,这是一种常见的最终氢纯化技术。
乙炔是一种多功能的化学构建块。它可以在特种化学品扇区中用于合成维生素A和E。它也用于生产香料和溶剂。在散装化学物质中,乙炔用于生产乙酸和1、4,丁二醇,这对于人工橡胶的生产至关重要。
也许最著名的乙炔应用是在金属切割和焊接中。它是一种高反应性的气体,当用氧气燃烧时,它在2200°C左右产生非常高的温度火焰,这足以切成钢。氧基乙炔火炬集在碳氢化合物加工部门的维护研讨会中很常见。这种火炬也用于孟加拉国海滩上的船舶破裂,无处不在,用于建造拆除项目,以切割固定在混凝土结构内的钢筋。
电气化工业过程以支持脱碳
大西洋氢在加拿大东部的绿松石氢气厂中也使用了微波血浆能量。如今,在加拿大,基于新的布朗斯威克的初创企业NU:Ionic正在开发基于微波炉的催化重整,以在具有综合碳捕获的过程中生产氢。
使用微波能量从天然气中产生氢是使用化石燃料燃烧的一种替代方法,这是传统的蒸汽甲烷重整过程中所必需的。避免燃烧意味着,如果可再生电力用于微波能量或血浆产生,则可以从该过程的一部分中消除二氧化碳的排放。当我们展望2050年和气候中立性时,工业过程的电气化对于寻求脱碳和能源部门至关重要。
甲烷分裂过程可以使用生物甲烷进一步脱碳,以替代天然气。但是,在所有情况下,都必须避免逃亡的甲烷排放,以防止这种有效的温室气体释放到大气中。对于甲烷气体检测系统和远程监控设备,这里有巨大的作用,可以在甲烷泄漏和触发维护上发出警告铃,以最大程度地减少甲烷排放对气候变化的影响。
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