RU2009128364A - Способ и устройство для получения обогащенного водородом топлива посредством разложения плазмы метана на катализаторе при микроволновом воздействии - Google Patents

Способ и устройство для получения обогащенного водородом топлива посредством разложения плазмы метана на катализаторе при микроволновом воздействии Download PDF

Info

Publication number
RU2009128364A
RU2009128364A RU2009128364/05A RU2009128364A RU2009128364A RU 2009128364 A RU2009128364 A RU 2009128364A RU 2009128364/05 A RU2009128364/05 A RU 2009128364/05A RU 2009128364 A RU2009128364 A RU 2009128364A RU 2009128364 A RU2009128364 A RU 2009128364A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methane
catalyst
hydrogen
gas
plasma
Prior art date
Application number
RU2009128364/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2427527C2 (ru
Inventor
Жонгхуа Джон ЖУ (AU)
Жонгхуа Джон ЖУ
Джулинг ЧЕН (AU)
Джулинг ЧЕН
Гаокинг Макс ЛУ (AU)
Гаокинг Макс ЛУ
Григорий СОЛОМОН (AU)
Григорий СОЛОМОН
Original Assignee
Еден Инновейшн Лтд (Ie)
Еден Инновейшн Лтд
Юниверсити Оф Квинсленд (Au)
Юниверсити Оф Квинсленд
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Еден Инновейшн Лтд (Ie), Еден Инновейшн Лтд, Юниверсити Оф Квинсленд (Au), Юниверсити Оф Квинсленд filed Critical Еден Инновейшн Лтд (Ie)
Publication of RU2009128364A publication Critical patent/RU2009128364A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2427527C2 publication Critical patent/RU2427527C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
    • C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
    • C01B3/26—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons using catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J19/088—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122—Incoherent waves
    • B01J19/126—Microwaves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/755—Nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/501—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion
    • C01B3/503—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion characterised by the membrane
    • C01B3/505—Membranes containing palladium
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/127—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by thermal decomposition of hydrocarbon gases or vapours or other carbon-containing compounds in the form of gas or vapour, e.g. carbon monoxide, alcohols
    • D01F9/1271—Alkanes or cycloalkanes
    • D01F9/1272—Methane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0869—Feeding or evacuating the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873—Materials to be treated
    • B01J2219/0875—Gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873—Materials to be treated
    • B01J2219/0892—Materials to be treated involving catalytically active material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/78—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/16—Reducing
    • B01J37/18—Reducing with gases containing free hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/34—Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation
    • B01J37/349—Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation making use of flames, plasmas or lasers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0266—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step
    • C01B2203/0277—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step containing a catalytic decomposition step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0405—Purification by membrane separation
    • C01B2203/041—In-situ membrane purification during hydrogen production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/048—Composition of the impurity the impurity being an organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0855—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by electromagnetic heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0861—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by plasma
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1052—Nickel or cobalt catalysts
    • C01B2203/1058—Nickel catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1076—Copper or zinc-based catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1642—Controlling the product
    • C01B2203/1671—Controlling the composition of the product
    • C01B2203/1676—Measuring the composition of the product
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/169—Controlling the feed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

1. Способ производства топлива, обогащенного водородом, предусматривает следующее: ! наличие потока метанового газа, подаваемого с заданной скоростью; ! наличие катализатора; ! облучение метанового газа в условиях отрицательного давления с заданной мощностью микроволнового излучения с тем, чтобы получить метановую плазму; ! подача метановой плазмы на катализатор; ! контроль потока метанового газа и мощности микроволнового излучения для получения конечного продукта заданного состава. ! 2. Способ по п.1, при котором конечный продукт содержит примерно от 10 до 30 об.% водорода и от 70 до 90 об.% метана. ! 3. Способ по п.1, при котором катализатор содержит Ni или сплав Ni, приготовленный путем соосаждения, и обладает высокой активностью и стабильностью. ! 4. Способ по п.1, при котором поддерживают отрицательное давление в диапазоне примерно от 20 до 200 мм рт.ст и мощность микроволнового источника в диапазоне примерно от 70 до 140 Вт. ! 5. Способ по п.1, предусматривающий дальнейшую предварительную обработку катализатора водородом перед основным этапом. ! 6. Способ по п.1, при котором основной этап выполняют в трубчатом реакторе, изготовленном из материала, пропускающего микроволновое излучение. ! 7. Способ по п.1, при котором основной этап выполняют с помощью катализатора, помещенного в держатель, пропускающий микроволновое излучение, конфигурация которого обеспечивает прохождение метановой плазмы через катализатор. ! 8. Способ по п.1, при котором метановый газ содержит чистый метан или естественный газ. ! 9. Способ производства топлива, обогащенного водородом, включающий: ! формирование метановой плазмы с использованием микроволновог

Claims (32)

1. Способ производства топлива, обогащенного водородом, предусматривает следующее:
наличие потока метанового газа, подаваемого с заданной скоростью;
наличие катализатора;
облучение метанового газа в условиях отрицательного давления с заданной мощностью микроволнового излучения с тем, чтобы получить метановую плазму;
подача метановой плазмы на катализатор;
контроль потока метанового газа и мощности микроволнового излучения для получения конечного продукта заданного состава.
2. Способ по п.1, при котором конечный продукт содержит примерно от 10 до 30 об.% водорода и от 70 до 90 об.% метана.
3. Способ по п.1, при котором катализатор содержит Ni или сплав Ni, приготовленный путем соосаждения, и обладает высокой активностью и стабильностью.
4. Способ по п.1, при котором поддерживают отрицательное давление в диапазоне примерно от 20 до 200 мм рт.ст и мощность микроволнового источника в диапазоне примерно от 70 до 140 Вт.
5. Способ по п.1, предусматривающий дальнейшую предварительную обработку катализатора водородом перед основным этапом.
6. Способ по п.1, при котором основной этап выполняют в трубчатом реакторе, изготовленном из материала, пропускающего микроволновое излучение.
7. Способ по п.1, при котором основной этап выполняют с помощью катализатора, помещенного в держатель, пропускающий микроволновое излучение, конфигурация которого обеспечивает прохождение метановой плазмы через катализатор.
8. Способ по п.1, при котором метановый газ содержит чистый метан или естественный газ.
9. Способ производства топлива, обогащенного водородом, включающий:
формирование метановой плазмы с использованием микроволнового излучения метанового газа в условиях отрицательного давления при заданной мощности микроволнового излучения;
направление метановой плазы на катализатор;
контроль потока метановой плазмы для получения конечного продукта, содержащего метан и водород в заданном процентом отношении по объемам, и удаление твердого углерода в виде твердого волокнистого углерода из конечного продукта.
10. Способ по п.9, при котором для получения конечного продукта, содержащего порядка 10-30% водорода от общего объема, выполняется этап контроля.
11. Способ по п.9, при котором для получения конечного продукта, содержащего порядка 70-90% метана от общего объема, выполняется этап контроля.
12. Способ по п.9, включающий дальнейшую обработку конечного продукта для восстановления практически чистого водорода.
13. Способ по п.9, при котором предусматривают подачу полученного газа через Pd/Ag мембрану в условиях вакуума для восстановления практически чистого водорода.
14. Способ по п.9, при котором мощность микроволнового излучения менее 120 Вт и полученный газ содержит от 2 до 3% С2Н2 и пренебрежимо малые количества С2H4, С3Н6, С3Н8 и С3Н4.
15. Способ по п.9, при котором устанавливают отрицательное давление от 20 до 200 мм рт.ст. и мощность микроволнового излучения примерно от 70 до 160 Вт.
16. Способ по п.9, при котором в катализаторе присутствует металл группы, содержащей Ni100, Ni81Al, Ni93Al, Ni77Cu16Al, Ni54Cu27Al и Ni83Mg6Al.
17. Способ производства топлива, обогащенного водородом, включающий:
наличие трубчатого реактора, стенки которого пропускают микроволновое излучение, соединенного с источником метана, причем используемая конфигурация обеспечивает прохождение метана через трубчатый реактор;
облучение метана источником микроволнового излучения заданной мощности для получения потока метановой плазмы;
установка катализатора в трубчатом реакторе в потоке метановой плазмы;
получение конечного газового продукта путем конверсии метана в заданном процентном объеме в водород в результате реакции метановой плазмы при контакте с катализатором, полученный газ содержит примерно 10-30% водорода и 70-90% метана.
18. Способ по п.17, предусматривающий предварительное нагревание катализатора с помощью водорода.
19. Способ по п.17, при котором из полученного газа в качестве полезного побочного продукта удаляют твердый волокнистый углерод.
20. Способ по п.17, при котором в состав метановой плазмы входят СН4, СН3, СН2, СН, С2Н2, С2Н4, С2Н6, Н2 и (е-).
21. Способ по п.17, при котором этап получения конечного газового продукта включает реакцию на поверхности катализатора СН3, СН2, СН или Н с CH4, С2Н2, или C2H4 и С2Н6 для получения твердого волокнистого углерода и водорода.
22. Способ по п.17, при котором при мощности микроволнового излучения менее 120 Вт полученный газ содержит от 2 до 3% С2Н2 и малые количества C2Н4, а при мощности микроволнового излучения менее 120 Вт полученный газ содержит от 2 до 3% C2H2 и малые количества С2Н4, С3Н6, С3Н8 и С3С3Н4.
23. Способ по п.17, при котором предусматривают подачу полученного газа через Pd/Ag мембрану в условиях вакуума для существенного восстановления чистого водорода.
24. Установка для производства топлива, обогащенного водородом, включает:
источник метанового газа, конфигурация которого обеспечивает подачу метанового газа;
реактор с реакторной камерой, стенки которой пропускают микроволновое излучение, соединенный с источником метанового газа и вакуумным насосом;
источник микроволнового излучения, конфигурация которого обеспечивает образование метановой плазмы в реакторной камере при отрицательном давлении;
катализатор в реакторной камере, конфигурация которого обеспечивает контакт с метановой плазмой и инициирование реакции, в результате которой получают газ с заданным процентным соотношением метана и водорода.
25. Установка по п.24, где в состав реактора входит держатель, конфигурация которого позволяет разместить в нем катализатор и обеспечить контакт с метановой плазмой.
26. Установка по п.24, где реактор представлен в виде трубчатого реактора.
27. Установка по п.24, предусматривающая подсоединение источника водорода к реактору, конфигурация которого обеспечивает подачу водородного газа для предварительной обработки катализатора.
28. Установка по п.24, предусматривающая подсоединение источника инертного газа к реактору, конфигурация которого обеспечивает подачу инертного газа в реакторную камеру для ее очистки.
29. Установка по п.24, где предусматривается использование катализатора из Ni или сплава с Ni, подготовленного путем соосаждения с обеспечением высокой активности и стабильности.
30. Установка по п.24, где предусматривается, что полученный газ содержит примерно от 10 до 30% водорода по объему и от 70 до 90% метана по объему.
31. Установка по п.24, где предусматривается использование инфракрасного датчика, конфигурация которого позволяет измерять температуру метановой плазмы.
32. Установка по п.24, где предусматривается использование газового хроматографа, конфигурация которого позволяет проводить анализ химического состава полученного газа.
RU2009128364/05A 2007-01-25 2008-01-13 Способ и устройство для получения обогащенного водородом топлива посредством разложения плазмы метана на катализаторе при микроволновом воздействии RU2427527C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/657,299 2007-01-25
US11/657,299 US8021448B2 (en) 2007-01-25 2007-01-25 Method and system for producing a hydrogen enriched fuel using microwave assisted methane plasma decomposition on catalyst

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009128364A true RU2009128364A (ru) 2011-02-27
RU2427527C2 RU2427527C2 (ru) 2011-08-27

Family

ID=39523611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009128364/05A RU2427527C2 (ru) 2007-01-25 2008-01-13 Способ и устройство для получения обогащенного водородом топлива посредством разложения плазмы метана на катализаторе при микроволновом воздействии

Country Status (14)

Country Link
US (1) US8021448B2 (ru)
EP (1) EP2106385B1 (ru)
JP (1) JP2010516609A (ru)
KR (1) KR20090118940A (ru)
CN (1) CN101679026A (ru)
AU (1) AU2008208613B2 (ru)
BR (1) BRPI0806409A2 (ru)
CA (1) CA2676186C (ru)
MX (1) MX2009007795A (ru)
MY (1) MY147169A (ru)
NZ (1) NZ578552A (ru)
RU (1) RU2427527C2 (ru)
WO (1) WO2008090466A2 (ru)
ZA (1) ZA200905725B (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113772628A (zh) * 2021-08-13 2021-12-10 中国石油大学(北京) 一种利用沼气制取氢气的方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8075869B2 (en) * 2007-01-24 2011-12-13 Eden Energy Ltd. Method and system for producing a hydrogen enriched fuel using microwave assisted methane decomposition on catalyst
US8092778B2 (en) * 2007-01-24 2012-01-10 Eden Energy Ltd. Method for producing a hydrogen enriched fuel and carbon nanotubes using microwave assisted methane decomposition on catalyst
US8021448B2 (en) 2007-01-25 2011-09-20 Eden Energy Ltd. Method and system for producing a hydrogen enriched fuel using microwave assisted methane plasma decomposition on catalyst
US20090205254A1 (en) * 2008-02-14 2009-08-20 Zhonghua John Zhu Method And System For Converting A Methane Gas To A Liquid Fuel
JP5489004B2 (ja) 2011-03-11 2014-05-14 株式会社日本製鋼所 合成ガスとナノカーボンの製造方法および製造システム
US8733543B2 (en) * 2011-05-12 2014-05-27 Pro-Cyl, Llc Environmentally friendly fuel gas within a refillable and non-corrosive gas cylinder
GB2531233A (en) * 2014-02-27 2016-04-20 C Tech Innovation Ltd Plasma enhanced catalytic conversion method and apparatus
US20160096161A1 (en) * 2014-10-03 2016-04-07 William Curtis Conner, JR. Method of conversion of alkanes to alkylenes and device for accomplishing the same
CN108037236B (zh) * 2017-11-21 2023-03-03 中国科学院西北生态环境资源研究院 火炬排放中甲烷转化率定量分析气体收集实验装置
CN108722327A (zh) * 2018-04-19 2018-11-02 山东科技大学 一种生物质膜式微波反应器及其应用于甲烷重整的实验装置和方法
CN108745362B (zh) * 2018-06-26 2021-11-26 山东科技大学 特征碳膜包覆的微波放电金属催化剂的制备方法及应用
JP2022522103A (ja) * 2019-02-28 2022-04-14 アートラ・メディカル、エルエルシー 陰圧システム用ケミカルポンプハウジング
WO2020217289A1 (ja) * 2019-04-23 2020-10-29 三菱電機株式会社 ガス製造システム及びガス製造方法
US20220298014A1 (en) * 2019-07-23 2022-09-22 Oxford University Innovation Limited Process
CN112619565A (zh) * 2019-10-09 2021-04-09 中国科学院大连化学物理研究所 低温等离子体结合催化剂诱导甲烷/天然气直接制低碳烃类的装置及方法
RU2755267C1 (ru) * 2020-04-28 2021-09-14 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") Устройство для получения метано-водородного топлива из углеводородного газа
WO2023242335A2 (en) 2022-06-16 2023-12-21 Fundación Centro De Investigación Cooperativa De Energías Alternativas Cic Energigune Fundazioa Catalytic system containing ionic liquids and a process for producing hydrogen from plastic materials using said catalytic system

Family Cites Families (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435376A (en) * 1982-03-26 1984-03-06 Phillips Petroleum Company Fibrous carbon production
US4574038A (en) * 1985-08-01 1986-03-04 Alberta Oil Sands Technology And Research Authority Microwave induced catalytic conversion of methane to ethylene and hydrogen
US5131993A (en) * 1988-12-23 1992-07-21 The Univeristy Of Connecticut Low power density plasma excitation microwave energy induced chemical reactions
US5015349A (en) * 1988-12-23 1991-05-14 University Of Connecticut Low power density microwave discharge plasma excitation energy induced chemical reactions
US5205915A (en) * 1989-12-27 1993-04-27 Exxon Research & Engineering Company Conversion of methane using continuous microwave radiation (OP-3690)
EP0435591A3 (en) 1989-12-27 1991-11-06 Exxon Research And Engineering Company Conversion of methane using microwave radiation
US5277773A (en) * 1989-12-27 1994-01-11 Exxon Research & Engineering Co. Conversion of hydrocarbons using microwave radiation
US5205912A (en) * 1989-12-27 1993-04-27 Exxon Research & Engineering Company Conversion of methane using pulsed microwave radiation
CA2031959A1 (en) 1989-12-27 1991-06-28 William J. Murphy Conversion of methane using microwave radiation
CA2039422A1 (en) * 1990-04-16 1991-10-17 William J. Murphy Regenerating a plasma initiator using molecular hydrogen
WO1992002448A1 (en) 1990-07-31 1992-02-20 Exxon Research And Engineering Company Conversion of methane and carbon dioxide using microwave radiation
US5266175A (en) * 1990-07-31 1993-11-30 Exxon Research & Engineering Company Conversion of methane, carbon dioxide and water using microwave radiation
US5139002A (en) * 1990-10-30 1992-08-18 Hydrogen Consultants, Inc. Special purpose blends of hydrogen and natural gas
IT1254304B (it) * 1992-02-07 1995-09-14 Enea Reattore a membrana ceramica catalitica per la separazione di idrogenoe/o suoi isotopi da correnti fluide.
US5372617A (en) * 1993-05-28 1994-12-13 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Hydrogen generation by hydrolysis of hydrides for undersea vehicle fuel cell energy systems
EP0634211A1 (en) * 1993-07-16 1995-01-18 Texaco Development Corporation Oxidative coupling of methane on manganese oxide octahedral molecular sieve catalyst
US5525322A (en) * 1994-10-12 1996-06-11 The Regents Of The University Of California Method for simultaneous recovery of hydrogen from water and from hydrocarbons
US5516967A (en) * 1995-01-30 1996-05-14 Chemisar Laboratories Inc. Direct conversion of methane to hythane
US6165438A (en) * 1998-01-06 2000-12-26 The Regents Of The University Of California Apparatus and method for simultaneous recovery of hydrogen from water and from hydrocarbons
JPH11278802A (ja) * 1998-03-31 1999-10-12 Fujitsu Ltd 水素ガス生成方法及び燃料電池
JPH11322638A (ja) * 1998-05-12 1999-11-24 Tatsuaki Yamaguchi Ｃ２ 炭化水素、一酸化炭素および／または水素の製造法
US5972175A (en) 1998-07-24 1999-10-26 Governors Of The University Of Alberta Catalytic microwave conversion of gaseous hydrocarbons
US6602920B2 (en) * 1998-11-25 2003-08-05 The Texas A&M University System Method for converting natural gas to liquid hydrocarbons
US6333016B1 (en) * 1999-06-02 2001-12-25 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Method of producing carbon nanotubes
US6746508B1 (en) * 1999-10-22 2004-06-08 Chrysalis Technologies Incorporated Nanosized intermetallic powders
US7056479B2 (en) 2000-05-11 2006-06-06 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence Process for preparing carbon nanotubes
JP3654820B2 (ja) * 2000-06-20 2005-06-02 大日本塗料株式会社 水性塗料用樹脂組成物
US6509000B1 (en) * 2000-08-31 2003-01-21 Council Of Scientific And Industrial Research Low temperature process for the production of hydrogen
KR100382879B1 (ko) * 2000-09-22 2003-05-09 일진나노텍 주식회사 탄소 나노튜브 합성 방법 및 이에 이용되는 탄소 나노튜브합성장치.
JP4721525B2 (ja) * 2001-01-19 2011-07-13 東京瓦斯株式会社 都市ガス供給方法及び装置
JP2002226873A (ja) 2001-01-29 2002-08-14 Takeshi Hatanaka 液体燃料油の製造法およびその装置
US6592723B2 (en) * 2001-01-31 2003-07-15 Chang Yul Cha Process for efficient microwave hydrogen production
JP2002338203A (ja) * 2001-05-22 2002-11-27 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 低温プラズマによる水素の製造方法
FR2827591B1 (fr) 2001-07-17 2004-09-10 Cie D Etudes Des Technologies Procede et dispositif de production d'un gaz riche en hydrogene par pyrolyse thermique d'hydrocarbures
US6875417B1 (en) * 2001-10-24 2005-04-05 University Of Kentucky Research Foundation Catalytic conversion of hydrocarbons to hydrogen and high-value carbon
US6752389B2 (en) * 2001-10-30 2004-06-22 Lord Corporation Mount having integrated damper and load carrying spring
SG126710A1 (en) * 2001-10-31 2006-11-29 Univ Singapore Carbon nanotubes fabrication and hydrogen production
JP2003212502A (ja) * 2002-01-21 2003-07-30 Daido Steel Co Ltd 水素発生方法及び水素発生装置
US7011768B2 (en) * 2002-07-10 2006-03-14 Fuelsell Technologies, Inc. Methods for hydrogen storage using doped alanate compositions
JP2006501980A (ja) * 2002-07-23 2006-01-19 イープラス ゲーエムベーハー ガス反応を実行するためのプラズマ反応器およびプラズマ支援ガス反応の方法
US6998103B1 (en) * 2002-11-15 2006-02-14 The Regents Of The University Of California Method for producing carbon nanotubes
US7094679B1 (en) * 2003-03-11 2006-08-22 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Carbon nanotube interconnect
JP2004315305A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Toyota Motor Corp 水素ガス生成装置
JP2004324004A (ja) 2003-04-23 2004-11-18 Kansai Electric Power Co Inc:The カーボン繊維及びその製造方法
JP2006528222A (ja) 2003-05-16 2006-12-14 ジョンソン・アンド・ジョンソン・ゲーエムベーハー 清澄な水中油型乳剤
US7183451B2 (en) * 2003-09-23 2007-02-27 Synfuels International, Inc. Process for the conversion of natural gas to hydrocarbon liquids
US7001586B2 (en) * 2003-09-23 2006-02-21 Catalytic Materials, Llc CO-free hydrogen from decomposition of methane
AU2003290405A1 (en) 2003-12-29 2005-07-21 Council Of Scientific And Industrial Research Process for continuous production of carbon monoxide-free hydrogen from methane-rich hydrocarbons
US7468097B2 (en) * 2004-07-27 2008-12-23 University Of North Texas Method and apparatus for hydrogen production from greenhouse gas saturated carbon nanotubes and synthesis of carbon nanostructures therefrom
ATE458146T1 (de) * 2004-12-20 2010-03-15 Peroni Pompe S P A Pumpe mit einer vorrichtung zum anziehen der stopfbuchsenmutter
US20060130400A1 (en) 2004-12-21 2006-06-22 World Hydrogen, Inc. Device and method for producing hydrogen without the formation of carbon dioxide
US20080115660A1 (en) * 2004-12-30 2008-05-22 Edward Hensel Remotely Controlled Marker For Hunting Games
KR100664545B1 (ko) 2005-03-08 2007-01-03 (주)씨엔티 탄소나노튜브 대량합성장치 및 대량합성방법
CN100376477C (zh) * 2005-03-18 2008-03-26 清华大学 一种碳纳米管阵列生长装置及多壁碳纳米管阵列的生长方法
CN100376478C (zh) * 2005-04-22 2008-03-26 清华大学 碳纳米管阵列结构的制备装置
KR100810620B1 (ko) 2005-05-17 2008-03-06 한국기초과학지원연구원 마이크로웨이브 플라즈마 방전에 의한 수소기체 제조방법
JP5343297B2 (ja) 2005-06-23 2013-11-13 株式会社豊田中央研究所 触媒反応装置、触媒加熱方法、及び燃料改質方法
EP1797950A1 (en) 2005-12-14 2007-06-20 Nanocyl S.A. Catalyst for a multi-walled carbon nanotube production process
CN1935637B (zh) * 2005-09-23 2010-05-05 清华大学 碳纳米管制备方法
US7601294B2 (en) * 2006-05-02 2009-10-13 Babcock & Wilcox Technical Services Y-12, Llc High volume production of nanostructured materials
US20070277438A1 (en) 2006-05-30 2007-12-06 Brehon Energy Plc System and method for producing a hydrogen enriched fuel
AU2007351435A1 (en) 2006-10-20 2008-10-23 Tetros Innovations, Llc Methods and systems of producing fuel for an internal combustion engine using a plasma system
US8092778B2 (en) * 2007-01-24 2012-01-10 Eden Energy Ltd. Method for producing a hydrogen enriched fuel and carbon nanotubes using microwave assisted methane decomposition on catalyst
US8075869B2 (en) * 2007-01-24 2011-12-13 Eden Energy Ltd. Method and system for producing a hydrogen enriched fuel using microwave assisted methane decomposition on catalyst
US8021448B2 (en) 2007-01-25 2011-09-20 Eden Energy Ltd. Method and system for producing a hydrogen enriched fuel using microwave assisted methane plasma decomposition on catalyst
US20090205254A1 (en) 2008-02-14 2009-08-20 Zhonghua John Zhu Method And System For Converting A Methane Gas To A Liquid Fuel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113772628A (zh) * 2021-08-13 2021-12-10 中国石油大学(北京) 一种利用沼气制取氢气的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2676186C (en) 2012-11-13
BRPI0806409A2 (pt) 2011-09-06
WO2008090466A8 (en) 2009-07-23
WO2008090466A3 (en) 2008-09-12
ZA200905725B (en) 2010-04-28
KR20090118940A (ko) 2009-11-18
MX2009007795A (es) 2009-10-12
US8021448B2 (en) 2011-09-20
RU2427527C2 (ru) 2011-08-27
AU2008208613B2 (en) 2013-04-11
JP2010516609A (ja) 2010-05-20
WO2008090466A2 (en) 2008-07-31
AU2008208613A1 (en) 2008-07-31
EP2106385A2 (en) 2009-10-07
CA2676186A1 (en) 2008-07-31
NZ578552A (en) 2011-05-27
EP2106385B1 (en) 2020-07-08
US20080181845A1 (en) 2008-07-31
MY147169A (en) 2012-11-14
CN101679026A (zh) 2010-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2009128364A (ru) Способ и устройство для получения обогащенного водородом топлива посредством разложения плазмы метана на катализаторе при микроволновом воздействии
RU2009128365A (ru) Способ и установка для получения обогащенного водородом топлива посредством разложения метана на катализаторе при микроволновом воздействии
RU2014118837A (ru) СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ОБРАБОТКИ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ ПУТЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ CxHyOz
EA200700445A1 (ru) Способ гидрирования глицерина
KR101893723B1 (ko) 태양 연료 전지
WO2007077366A3 (fr) Procede et equipement pour produire de l'hydrogene a partir de l'energie solaire
JP5737407B2 (ja) 水素生成装置及びその使用方法
TANGE et al. Effect of pretreatment by sulfuric acid on cellulose decomposition using the in-liquid plasma method
CN110950303B (zh) 一种钛合金甲醇水重整器及制氢设备
CN113149142A (zh) 气体扩散电极及其制备方法和应用
CN214830706U (zh) 一种天然气重整联合二氧化碳制氢发电系统
CN109402652A (zh) 碳锌钴担载酞氰化锌异质结催化剂双光照还原co2的方法
KR20040004799A (ko) 메탄을 열분해하여 수소와 카본블랙을 동시에 제조하는방법
CN109809531B (zh) 一种铁络合型碳膜电Fenton阴极的制备与再生方法
JP5848533B2 (ja) 水素製造方法
JP7356067B2 (ja) 二酸化炭素の気相還元装置、および、二酸化炭素の気相還元方法
TWI472380B (zh) Waste disposal method
Katayama et al. Demonstration of tritium extraction from tritiated methane in helium by utilizing plasma decomposition
WO2023238394A1 (ja) 窒化物半導体光電極
Pozio et al. Palladium-based hollow cathode electrolysers for hydrogen production
JP2005104758A (ja) 超臨界水による水素の製造方法
JP2012153561A (ja) 水素生成・分離一体型機能性薄膜及びその製造方法
JP2018131657A (ja) 電池、水素光合成装置および炭素化合物光合成装置
TM NEW TYPES OF MEMBRANES ON THE BASE OF
TW201028204A (en) A carbon dioxide recycling method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150114