CN105645355A - 氢气的富甲烷气等离子合成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢气的富甲烷气等离子合成工艺，将富甲烷气先与反应高温尾气换热，再与等离子裂解气化反应器器壁换热，后进入等离子裂解气化反应器内与等离子发生器产生的等离子体射流相作用，生成以氢气为主要成分的气体。该方法克服了传统工艺需要催化剂，催化剂易发生析碳,硫、卤素、砷中毒的难题，同时也解决了等离子体制氢过程中能耗较高以及反应器器壁的保护的问题。本发明工艺流程短、操作简单、热效率高,环境污染小，适用于燃气化工领域与等离子化工领域。
Description
技术领域
本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种氢气的富甲烷气等离子合成工艺。
背景技术
氢气的密度非常小，可作为飞艇的填充气体，但由于氢气具有可燃性，安全性不高，所以飞艇现多用氦气填充。氢气最主要还是用作还原剂。氢气燃烧放出的热量大，产物无污染，被誉为清洁能源。由于氢气的来源困难，因此没有被作为主要燃料，但科学界们仍未放弃对氢气能源开发的探索。在目前氢气的合成过程方法中，工艺流程不易于实施，生成的氢气成品纯度低，反应剩余物不可以回收利用，制作工序复杂，生产效率低而且成本造价高，不适合大规模生产。
发明内容
为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种氢气的富甲烷气等离子合成工艺，本发明不仅制作工序简单、提高工作效率，而且生成的氢气产品纯度大，适合工业化生产。
本发明提供的氢气的富甲烷气等离子合成工艺，包括以下步骤：
（1）甲烷含量在50％～100％的富甲烷气，或其与水蒸气、二氧化碳的混合气，进入等离子体反应器下部的换热器内，与反应后的900℃-1300℃的富氢气体进行换热，富甲烷气或混合气被加热到300℃-600℃；
（2）被加热的富甲烷气或混合气进入等离子体反应器器壁内的换热器与等离子体反应器器壁换热，富甲烷气或混合气被二次加热后，温度升至600℃-1200℃；
（3）被二次加热的富甲烷气或混合气进入等离子反应器，在反应区与2500℃-5000℃的等离子发生器产生的富含活性粒子的等离子体射流相作用，在常压下0.5-500ms内生成以氢气为主要成分的富氢气体，该富氢气体与反应器器壁、富甲烷气或混合气换热后温度降至200℃-300℃；
（4）降温后的富氢气体进入分离器，分离出固体杂质，然后进一步分离制得氢气。
本发明提供的氢气的富甲烷气等离子合成工艺，其有益效果在于，克服了现有技术制备氢气工艺过程中工序较多，工作量大的问题，提高了工作效率；提高了反应物的单程转化率和生成物的产率。
具体实施方式
下面结合一个实施例，对本发明提供的氢气的富甲烷气等离子合成工艺进行详细的说明。
实施例
本实施例的氢气的富甲烷气等离子合成工艺，包括以下步骤：
（1）甲烷含量在900％的富甲烷气，或其与水蒸气、二氧化碳的混合气，进入等离子体反应器下部的换热器内，与反应后的1300℃的富氢气体进行换热，富甲烷气或混合气被加热到300℃；
（2）被加热的富甲烷气或混合气进入等离子体反应器器壁内的换热器与等离子体反应器器壁换热，富甲烷气或混合气被二次加热后，温度升至1200℃；
（3）被二次加热的富甲烷气或混合气进入等离子反应器，在反应区与2500℃的等离子发生器产生的富含活性粒子的等离子体射流相作用，在常压下500ms内生成以氢气为主要成分的富氢气体，该富氢气体与反应器器壁、富甲烷气或混合气换热后温度降至300℃；
（4）降温后的富氢气体进入分离器，分离出固体杂质，然后进一步分离制得氢气。
氢气的富甲烷气等离子合成工艺，无需繁琐的反应后处理，大大提高了产品性能，而且对环境友好无污染，工艺流程易于实施，生产成本低、合成产量高，更好的实现了产品的工业化生产。
Claims (1)
1.一种氢气的富甲烷气等离子合成工艺，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
（1）甲烷含量在50％～100％的富甲烷气，或其与水蒸气、二氧化碳的混合气，进入等离子体反应器下部的换热器内，与反应后的900℃-1300℃的富氢气体进行换热，富甲烷气或混合气被加热到300℃-600℃；
（2）被加热的富甲烷气或混合气进入等离子体反应器器壁内的换热器与等离子体反应器器壁换热，富甲烷气或混合气被二次加热后，温度升至600℃-1200℃；
（3）被二次加热的富甲烷气或混合气进入等离子反应器，在反应区与2500℃-5000℃的等离子发生器产生的富含活性粒子的等离子体射流相作用，在常压下0.5-500ms内生成以氢气为主要成分的富氢气体，该富氢气体与反应器器壁、富甲烷气或混合气换热后温度降至200℃-300℃；
（4）降温后的富氢气体进入分离器，分离出固体杂质，然后进一步分离制得氢气。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201410635593.9A CN105645355A (zh) | 2014-11-13 | 2014-11-13 | 氢气的富甲烷气等离子合成工艺 |
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Publications (1)
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| CN105645355A true CN105645355A (zh) | 2016-06-08 |
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| CN201410635593.9A Pending CN105645355A (zh) | 2014-11-13 | 2014-11-13 | 氢气的富甲烷气等离子合成工艺 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN105645355A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113371679A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-10 | 中国矿业大学 | 一种二氧化碳-甲烷等离子高温重整装置及高温重整方法 |
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2014
- 2014-11-13 CN CN201410635593.9A patent/CN105645355A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113371679A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-10 | 中国矿业大学 | 一种二氧化碳-甲烷等离子高温重整装置及高温重整方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160608 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |