SK280603B6 - Spôsob rozkladu uhľovodíkov a zariadenie na jeho v - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu rozkladu uhľovodíkov na výrobu vodíka a sadzí pri využití pyrolytického procesu s horákom v reakčnej komore.

Doterajší stav techniky

Tradičným spôsobom výroby sadzí je spaľovanie uhľovodíkov bez prívodu vzduchu. Dosiahnutá akosť závisí od prívodu vzduchu alebo kyslíka a od použitia rôzneho množstva nadbytočného alebo nedostatočného kyslíka. V známych spôsoboch sa podstatné časti uhľovodíkov spotrebujú na dodanie dostatočnej energie na potrebný rozklad, čím sa získa pomerne malý výnos sadzí. Okrem malého výnosu spaľovací proces spôsobuje znečistenie ovzdušia tým, že sa vyvíjajú tak dioxidy uhlíka, ako aj oxidy dusíka. Spaliny z tohto procesu môžu byť použité len ako vyhrievací plyn.

Na rozklad uhľovodíkov boli taktiež použité iné pyrolytické spôsoby, v ktorých boli použité plazmové horáky, ale tieto spôsoby nebolo možné použiť na plynulú výrobu z dôvodu usadenín na elektródach, čo viedlo k zastavovaniu procesu a drahému čistiacemu postupu.

Uhlík vytvorený pyrolýzou uhľovodíkov môže byť rozdelený na dve rôzne akosti, t. j. sadze a koks (pyrolytický uhlík). Sadze sú ľahké a mäkké s nízkou hustotou a sú vyvinuté v plynnej fáze, zatiaľ čo koks je tvrdší a tvorí sa na povrchu s relatívne nízkou teplotou, obvykle nižšou než 1100°C.

Z US 4 101 639 je známy pyrolytický spôsob výroby sadzí, pri ktorom je vodná para vstrekovaná do prúdu plazmy radiálne a tangenciálne vzhľadom na steny reakčnej komory.

Vodná para zamedzí vytváranie pyrolytického uhlíka a grafitu v sadziach. Tangenciálny prúd vodnej pary bude chrániť steny reakčnej komory pred vysokou teplotou plazmy a brániť usadzovaniu kondenzovaného uhlíka na stenách. Voda sa však bude rozkladať a vytvárať na povrchu sadzí skupiny, obsahujúce kyslík, a to je považované za nevýhodu pri väčšine akostí sadzí. Navyše sa bude voda rozkladať a vytvárať plyny, obsahujúce kyslík, ako oxidy uhlíka a dusíka, ktoré budú znečisťovať plyny, uvoľňované pri procese.

Z DD 211 457 je známy spôsob a zariadenie na výrobu sadzí a vodíka. Časť vodíka je recyklovaná a využitá ako plazmový plyn. Napájacia surovina vo forme kvapalného alebo plynného uhľovodíka je privádzaná radiálne cez dýzy do jedného konca reakčnej komory a primiešaná do prúdu plazmy pri teplote medzi 3500 °K a 4000 °K. Reakčná komora je vybavená temperovacími zónami, kde sú produkty reakcie prudko ochladzované na teplotu okolo 1100 °K. Temperovacie zóny pôsobia dodatočne ako tepelný výmenník a sú využívané na predhriatie jednak plazmového plynu, ale aj ako napájacie suroviny. Nevýhoda tohto spôsobu a zariadenia je v tom, že steny reakčnej komory sú ochladzované, a tým vznikajú veľké teplotné gradienty v reakčnej komore v oblasti, kde dochádza k prudkému ochladzovaniu, a výsledkom budú nerovnomerné podmienky procesu a kvality produktu. Navyše sa usadeniny tvoria ľahko na ochladenom povrchu.

Podstata vynálezu

Cieľom tohto vynálezu je poskytnúť zlepšený spôsob rozkladu uhľovodíkov pyrolýzou bez prídavnej energie a bez použitia materiálov alebo plynov, ktoré znečisťujú rozkladané produkty. Ďalší cieľ vynálezu je poskytnúť spôsob, ktorý môže byť vykonávaný plynulé bez zastavovania na čistenie zariadenia, pričom by suroviny mali byť premenené na žiadaný produkt tak dokonale, ako je to možné.

Spôsob rozkladu uhľovodíkov na výrobu vodíka a sadzí, kde predhriate uhľovodíky prechádzajú plazmovým horákom na pyrolytický rozklad v reakčnej oblasti prebieha tak, že teplota uhľovodíkov sa v prívodnej trubici plazmového horáku upravuje na výstupnú teplotu nižšiu ako 1000 °C, po výstupe z prívodnej trubice sa uhľovodíky privádzajú do stredovej oblasti (I) plameňa plazmového horáka na rovnomerný ohrev, pričom pred plazmovým plameňom sa nachádza oblasť (II) na dohorievanie plazmového plynu, za plazmovým plameňom v oblasti (III) sa uhľovodíky zmiešavajú s plazmovým plynom za zvýšenia ich teploty nad 1600 °C a rozkladajú sa na plynné látky obsahujúce voľný vodík a dehydrogenovaný uhlíkatý materiál v tvare kvapiek, ktorý sa na dokončenie rozkladu na sadze a vodík vedie aspoň do jednej ďalšej reakčnej oblasti (IV) s teplotou medzi 1200 až 1600 °C, pričom teplota reakčnej oblasti (IV) sa riadi zmenou rýchlosti prívodu uhľovodíkov a plazmového plynu a/alebo zmenou tlaku v reakčnej oblasti, a/alebo zmenou energetického výkonu plazmového horáka a do reakčnej zmesi sa pridávajú látky na ochladenie zmesi a na zväčšenie veľkosti, hustoty a množstva vyvinutých častíc.

Ďalším cieľom je, aby akosť výsledných produktov bola rozsiahle ovládateľná a kontrolovateľná.

Posledným cieľom je poskytnúť zariadenie, ktorým takýto spôsob môže byť vykonávaný bez znečistenia prostredia.

Vynález takisto zahŕňa zariadenie, ktoré je možné použiť na realizáciu takého spôsobu.

Vynález je prednostne určený na výrobu vodíka a sadzí, pričom akosť a stupeň hustoty zložky sadzí by mali byť ovládateľné podľa potreby.

Je prekvapujúce, že keď je pridávaný ďalší surový materiál do jednej alebo viacerých zón v reakčnej komore, je možné dosiahnuť prudké ochladenie dehydrogenovaného uhlíkového materiálu vo forme kvapiek alebo vo forme kvapalnej a navyše je udržaný riadený nárast alebo zväčšovanie veľkosti častíc a hustoty sadzí. Navyše je reakčná komora vybavená zvláštnymi plazmovými horákmi, ktoré môžu pridať viac energie produktu, takže môže byť proces opakovaný dotiaľ, pokiaľ nie je dosiahnutá požadovaná veľkosť a hustota častíc sadzí.

Navyše sa s prekvapením zistilo, že keď je napájacia surovina zavedená centrálne do plazmového horáka, teda plazmový horák obklopuje reagujúcu zložku, je zistené, že reagujúca zložka udržuje stálu teplotu a sú zachované rovnomerné podmienky rozkladu, majúce za následok rovnomernú kvalitu produktu. Ďalej to znamená, že reagujúca zložka ostane centrálne v reakčnej komore v priebehu tejto fázy reakcie, keď je najväčšie riziko vytvárania usadeniny na stene, čím sa problém výrazne zmenšuje.

Rovnako sa s prekvapením zistilo, že je dôležité, aby teplota napájajúcej suroviny nebola príliš vysoká, keď opustí prívodnú trubicu. Ak teplota napájajúcej suroviny presahuje približne 650 °C až 700 “C, rozklad začne príliš skoro a prívodná trubica sa môže zaniesť koksom. Prívodná trubica je preto bežne regulovaná.

Podľa vynálezu sú suroviny, t. j. uhľovodíky, premiestňované do plazmového horáka, v ktorého aktívnej zóne sú vytvorené aspoň dve reaktívne zóny a proces je rozdelený do niekoľkých štádií. Spôsob podľa vynálezu je teda reakčný proces, rozdelený do štádií, v ktorých parametre jednotlivých zón budú schopné určiť akosť produktov. V prvej reakčnej zóne procesu bude vykonávaný pyrolytický rozklad a budú hlavne vytvorené častice uhlíka a v plynnej fáze budú makromolekuly kondenzovať do kvapiek, ktoré hydrogenujú do tuhého uhlíka. Tým sa dosiahne prvý rozklad, v ktorom sú zaujímavé dva hlavné materiály, t. j. vodík a sadze. Počet primárnych častíc uhlíka a ich veľkosť môžu byť ovládané teplotou a tlakom v tejto reakčnej zóne. Toto sa docieli riadením množstva uhľovodíka, privádzaného vo vzťahu k prívodu energie vyžarovanej horákom alebo riadením času pobytu častíc v prvej reakčnej zóne.

Akosť uhlíkového produktu ako aj jeho vlastnosti budú určené ďalším postupom reakčnými zónami. Najjemnejšia akosť sa získa, keď produkty v prvej reakčnej zóne sú vystavené rýchlemu ochladeniu v ďalšej reakčnej zóne. Prídavok ďalších uhľovodíkov v sekundárnom prívodnom toku vedie k rastu častíc vytvorených v prvej zóne. Takýmto spôsobom sa získa produkt s väčšími časticami, s vyššou hustotou a s menším povrchom. Množstvo prídavkov uhľovodíkov v akejkoľvek nasledujúcej reakčnej zóne určí veľkosť uhľovodíkových častíc. Najväčšie častice budú vyžarovať prídavnú energiu, ktorá sa môže získať prívodom CH-0 zlúčenín do ich reakčných zón.

Alternatívne sa môže prídavná energia priviesť pomocou plazmových horákov, umiestených v týchto zónach. Tieto alternatívy a privedenie dodatočnej energie riadia akosť výrobku.

Bolo zistené, že spôsob podľa vynálezu umožňuje skoro 100 % výnos uhlíka a vodíka a žiadny z produktov reakčného procesu nebude znečistený. Navyše, tento spôsob umožňuje riadenie akosti získaných sadzi z hľadiska žiadanej veľkosti, povrchu a kyslosti bez ovplyvnenia čistoty produktov rozkladu, pričom daný spôsob spotrebuje veľmi málo energie v porovnaní s predtým používanými spôsobmi. Je to vďaka skutočnosti, že teraz je možné využiť exotermický rozklad energie, napr. na rozloženie prídavnej suroviny. Na spôsob vynálezu bol zvolený ako surovina metán, ale bude nepochybne taktiež možné použiť aj iné formy uhľovodíkov alebo ich zložiek, umožňujúc tak použiť spôsob podľa vynálezu v podstate pri uhľovodíkoch.

Predpokladá sa, že reakčná dráha na výrobu sadzí pozostáva z faktu, že uhľovodíky vyrobené pyrolýzou sú najprv prevedené na acetylén (etylén) a nasledujúce aromatické jadrá polymerujú a tvoria makromolekuly, t. j. veľké molekuly s vysokou makromolekulámou hmotnosťou. Tieto makromolekuly sa stanú presýtenými, čím kondenzujú na kvapky kvapaliny, ktoré ďalej pyrolyzujú tuhú uhlíkovú molekulu. Keď sa už raz vytvorili kvapky kvapaliny, nie je možné docieliť presýtenie. To je spôsobené skutočnosťou, že vytvorené molekuly budú adsorbované na týchto už vytvorených kvapkách alebo granulách. Táto adsorpcia nastane rýchlejšie než tvorba makromolekúl. V dôsledku toho je daný počet vytvorených elementárnych častíc závislý len od tlaku, od teploty a od reagujúcej zložky. To tvorí základ na riadenie akosti vytvoreného produktu. Ak sa zavedú napr. uhľovodíky do oblasti, kde sa vytvorili kvapky kvapaliny, žiadne nové častice sa nevytvoria, ale existujúce sa budú zväčšovať. Tu pridané uhľovodíky vytvoria makromolekuly, ktoré sa pripoja na už vytvorené častice.

Fyzikálne vlastnosti už vytvoreného uhlíka sa budú meniť podľa teploty. Pri vyšších teplotách vytvorené sadze budú vzdušnej šie. Rovnako tlakové pomery budú podstatné v tejto súvislosti. Akosť úzko súvisí s tým, z ktorých molekúl sú makromolekuly zložené a ako sú spojené.

Zariadenie na vykonávanie spôsobu rozkladu uhľovodíkov, ktoré tvorí plazmový horák a reakčná komora, je charakteristické tým, že plazmový horák je usporiadaný na vstupe reakčnej komory a je vybavený teplotou riadenou prívodnou trubicou na prívod uhľovodíkov a najmenej tromi elektródami, pričom vnútorný povrch stien reakčnej komory opatrených vstupnými otvormi je aspoň čiastočne opatrený grafitom a dno reakčnej komory oproti plazmovému horáku je opatrené výstupom na odvod konečných produktov a/alebo plynných látok vyvinutých recirkuláciou do plazmového horáka.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na priloženom výkrese je schematicky znázornený princíp zariadenia s vyznačenými jednotlivými štádiami spôsobu podľa vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

V nasledujúcej časti bude objasnený spôsob podľa vynálezu detailnejšie príkladom na výkrese, ktorý objasňuje princíp konštrukcie zariadenia podľa vynálezu iba schematicky. V tejto spojitosti sa zdôrazňuje, že vyobrazené zariadenie je myslené len ako objasnenie princípu konštrukcie a je určené na vysvetlenie jednotlivých štádií spôsobu podľa vynálezu. Pre odborníkov z danej oblasti techniky tento príklad napriek tomu poskytne návod na konštrukciu zariadenia podľa vynálezu.

V príklade je vybraná surovina na použitie, uhľovodík, ktorý sa v súčasnosti ukazuje ako najvýhodnejší v procese, osobitne metán.

Zariadenie podľa vynálezu preto v princípe pozostáva z dvoch hlavných komponentov, konkrétne plazmového horáka 11a reakčnej komory 12. Je zrejmé, že táto reakčná komora 12 môže byť tiež rozdelená do niekoľkých sekcií, ak je to považované za účelné. Ďalej, na konci reakčnej komory 12, vzdialenejšom od plazmového horáka 11, bude výstupné zariadenie na produkty reakcie označené všeobecnou vzťahovou značkou C.

Plazmový horák 11, ktorý je schematicky zobrazený, je opísaný detailnejšie v súčasnej nórskej prihláške vynálezu čís. 91 4907, a preto jeho konštrukcia tu nie je detailnejšie opísaná. Rovnako bude možné použiť horáky inej konštrukcie.

Metán je zavedený do reakčnej komory 12 prívodnou trubicou 1. Prívodná trubica 1 je predovšetkým chladená kvapalinou a je vybavená vonkajšou tepelne izolujúcou vrstvou a je umiestená súosovo vo vnútornej elektróde 2 v trubicovom plazmovom horáku 11. Prívodná trubica 1 je pohyblivá v axiálnom smere na nastavenie polohy dýzy proti plazmovej zóne. Podstatné je, aby metán, zavedený prívodnou trubicou 1 mal pri výstupe z dýzy nízku teplotu. Ak teplota metánu bude prekračovať hodnotu približne 650 °C až 700 °C, začne rozklad príliš skoro. To je nežiaduce, pretože produkty rozkladu sa môžu tvoriť už vnútri prívodnej trubice 1 predtým, ako metán dosiahne plazmový plameň, čo vedie k zrážaniu týchto produktov vo forme koksu na stenách prívodnej trubice a na elektródach plazmového horáka. Je preto podstatné, aby produkt napájaný do prívodnej trubice bol správne chladený s cieľom predchádzania tohto typu usádzania.

SK 280603 Β6

Plazmový horák pozostáva s trubicových elektród 2, 3 a 4, pričom najvnútornejšia elektróda 2 je napájaná elektrickým napätím s jednou polaritou a vonkajšie dve elektródy sú pripojené na opačnú polaritu. Každá z elektród môže byť nastavená nezávisle od seba v axiálnom smere. Všetky elektródy sú zhotovené z grafitu a môžu byť nahradené v priebehu odtavovania, takže proces zostane nepretržitý.

Výhodne sú elektródy vyrobené z grafitu, čo je uhlík. Elektródy neznečisťujú proces, ale naopak sú neoddeliteľnou súčasťou procesu a ich erodovaná časť je v procese premenená rovnakým spôsobom ako reagujúce zložky. Elektródy môžu byť tiež zhotovené z uhlíka vytvoreného procesom, ktorý je zvlášť zbavený znečisťujúcich materiálov, čo robí proces sebestačným. Vo výmurovke reaktora v oblasti, v ktorej horí oblúk plazmového horáka, je vložená budiaca cievka 5, pripojená na samostatný zdroj elektrickej energie, čo umožňuje nastavenie intenzity magnetického poľa v oblasti, v ktorej horí oblúk. Takýmto spôsobom je možné ovládať rýchlosť rotácie oblúka a súčasne aj čas, počas ktorého je oblúk predĺžený pozdĺžnym smerom, t. j. od horenia medzi dvoma najvnútornejšími elektródami do horenia medzi najvnútornejšou a vonkajšou elektródou. Použitý plazmový plyn je vodík, ktorý je možné vyvinúť v tomto procese.

Plazmový horák lis prívodnou trubicou 1 na uhľovodíky, z ktorých metán je uvedený ako príklad, je umiestnený na vstupe do reaktorovej komory 12, ktorej vnútorné steny sú z grafitu. Pretože plazmový horák 11 a prívodná trubica 1 sa môžu posúvať v axiálnom smere, je možné ovládať objem, a tým aj čas pobytu a teploty. Aktívna oblasť tohto procesu je označená ako zóna 1. V tejto prvej reakčnej zóne je určený počet kvapiek v kvapaline. Teplota môže byť rovnako ovládaná pomerom energie dodanej do plazmového horáka k množstvu metánu. V zóne 1, t. j. v prvej reakčnej zóne, môžu nastať tri zo štádií spôsobu podľa vynálezu, rozdelené do troch rôznych oblastí. To je možno opísať takto:

Opísané oblasti sú na obrázku označené rímskymi číslicami.

Oblasť I

Do tejto oblasti je zavedený nezmiešaný metán pri takej nízkej teplote, že tu v skutočnosti neprebieha žiadna reakcia. Teplota je nižšia než 1000 °C. Pri vysokých napájajúcich rýchlostiach by časť metánu mohla prejsť bez premeny do druhej reakčnej zóny, ktorá je označená ako zóna 2 reaktorovej komory 12. Metán síce začína reagovať pri teplote približne 700 °C, ale pri teplotách pod 1000 °C je rýchlosť reakcie taká pomalá, že podstatná časť materiálu v oblasti I nebude reagovať. V hraničnej oblasti medzi I a II je teplota 1000 °C až 2000 °C.

Oblasť II

Okolo oblasti I leží oblasť na spaľovanie plazmového plynu. To je proces, ktorý prebieha pri extrémne vysokých teplotách. V tejto oblasti neprebiehajú žiadne reakcie.

Oblasť III

Z vonkajšej strany tejto plazmovej oblasti je oblasť, v ktorej dochádza k zmiešaniu metánu s plazmovým plynom. Ako bolo už opísané, teplota plazmového plynu je extrémne vysoká, ale teplota zmesi je potlačená silným endotermickým vývinom acetylénu (etylénu). Teplota je tu medzi 1200 °C až 2000 °C. Najnižšie teploty sa vyskytujú v strednej časti reaktora, najďalej od horáka. Medzi stenou reaktora a oblasťou III je možná tvorba kvapiek kvapaliny, ktoré sa tvoria zrážaním na stenách, skôr než sú úplne de hydrogenované. Tieto kvapky môžu spôsobiť tvorbu tvrdej vrstvy na reaktore, ktorá sa ťažko odstraňuje.

Tok produktu alebo prívodný tok zo zóny 1, ktorá pokrýva oblasti I až III, určuje počet častíc uhlíka, založený na teplote a tlaku v tejto časti a vzdušný tok častíc uhlíka postupuje do ďalšej zóny 2 reaktorovej skrine, kde nastáva ďalšia reakcia. Na výkrese sú tieto reakčné oblasti označené ako oblasti IV.

Oblasť IV

V tejto oblasti reagujú posledné zvyšky acetylénu (etylénu) a tvoria sadze a vodík.

Teplota je tu medzi 1200 °C až 1600 °C. Do tejto oblasti je možne pridať ďalšie množstvo suroviny, t. j. metánu, s cieľom prudkého ochladenia produktu. Tento metán ochladí produkt a sám reaguje so sadzami a vodíkom.

Na základe teórie, že je daný počet častíc sadzí, uhlíkový materiál vyvinutý v tejto časti reaktora sa uloží na už existujúce častice. Tým sa tieto zväčšujú, čo vedie ku kompaktnejšiemu produktu. Pridaním viac energie do produktu prostredníctvom média obsahujúceho kyslík, alebo ďalších horákov v zóne 2, sa môže proces opísaný pri oblasti IV opakovať až do docielenia žiadanej veľkosti a hustoty výrobku. Táto činnosť môže byť opakovaná v nasledujúcich oblastiach, pripadne v nových častiach reakčnej komory 12. Prívodná trubica na ďalší metán a médium obsahujúce kyslík je označená vzťahovou značkou 8 a je zavedená do zóny

2. Navyše má táto zóna možnosť zapojenia ďalších plazmových horákov (detailnejšie ne vyobrazených).

Časť reaktorového objemu, ktorá leží zvonka týchto oblastí, bude normálne tvoriť „mŕtvy objem“. Tento „mŕtvy objem“ znižuje usadzovanie tuhých materiálov na stenách reaktora, a je preto žiaduci. Medzi oblasťami III a IV bude nízka axiálna rýchlosť, ktorá môže viesť k nánosu uhlíkového materiálu v tejto oblasti. V tejto oblasti sa takmer vytvorí dlážka v reaktore. Materiál bude mať malú mechanickú pevnosť a bude ľahko odstrániteľný mechanickými prostriedkami. Vysoká rýchlosť prúdenia v_ reaktore bude taktiež pôsobiť proti takýmto tendenciám. Špeciálna konštrukcia reaktora napomáha znížiť tento typ znečistenia tým, že pôsobí na vytvorené kvapalné častice, ktoré sa tak dehydrogenujú skôr než narazia na stenu a vytvoria na nej tvrdú vrstvu. S cieľom zabránenia nežiaduceho usadzovania, ktoré vedie k opätovnému znečisteniu a k zastaveniu reaktora, je tento vybavený vnútorným mechanickým škrabacím zariadením, ktoré pravidelne oškriabe steny reaktora. Mechanický škrabák môže byť tiež vybavený kanálmi na vnútorné vymývanie stien reaktora vhodným oxidačným médiom. S cieľom ďalšieho zlepšenia energetického výnosu docieleného týmto spôsobom môže byť metán ohrievaný pomocou výmenníka tepla, ktorý získava teplo z toku produktu reaktorovej komory, a tým dosiahne teplotu skoro 700 °C pri napájaní do prívodnej trubice 1 alebo do zóny 2 prostredníctvom prívodných trubíc 8.

V uvedenom jedinom príklade sú opísané spôsoby podľa vynálezu a principiálne prvky zariadenia podľa vynálezu. Ako už bolo spomenuté, existuje mnoho možností na určenie akosti a druhu použitých surovín v rámci vynálezu. To bude tiež závisieť od surovín privádzaných do procesu. Tieto sú všeobecne opísané ako uhľovodíky, aj keď dnes sa uprednostňuje ako uhľovodík metán. Alternatívy by tiež mohli byť napr. triesky a hobliny z drevospracujúceho priemyslu a celulóziek, iné petrochemické výrobky a zemný plyn všeobecne. V spojitosti s týmto vynálezom je na realizáciu dôležité, aby nebola nepriaznivo ovplyvnená faktormi ako napr. znečistenie zariadenia atď. Do ochrany

SK 280603 Β6 prihlasovaného spôsobu môže byť účelné zahrnúť aj spôsob opísaný v nórskej prihláške vynálezu čís. 91 4908.

Claims (4)

1. Spôsob rozkladu uhľovodíkov na výrobu vodíka a sadzí, kde predhriate uhľovodíky prechádzajú plazmovým horákom na pyrolytický rozklad v reakčnej oblasti, vyznačujúci sa tým, že teplota uhľovodíkov sa v prívodnej trubici plazmového horáka upravuje na výstupnú teplotu nižšiu ako 1000 °C, po výstupe z prívodnej trubice sa uhľovodíky privádzajú do stredovej oblasti (I) plameňa plazmového horáka na rovnomerný ohrev, pričom pred plazmovým plameňom sa nachádza oblasť (II) na dohorievanie plazmového plynu a za plazmovým plameňom v oblasti (III) sa uhľovodíky zmiešavajú s plazmovým plynom za zvýšenia ich teploty nad 1600 °C a rozkladajú sa na plynné látky obsahujúce voľný vodík a dehydrogenovaný uhlíkatý materiál v tvare kvapiek, ktorý sa na dokončenie rozkladu na sadze a vodík vedie aspoň do jednej ďalšej reakčnej oblasti (IV) s teplotou medzi 1200 až 1600 °C, pričom teplota reakčnej oblasti (IV) sa riadi zmenou rýchlosti prívodu uhľovodíkov a plazmového plynu a/alebo zmenou tlaku v reakčnej oblasti, a/alebo zmenou energetického výkonu plazmového horáka a do reakčnej zmesi sa pridávajú látky na ochladenie zmesi a na zväčšenie veľkosti, hustoty a množstva vyvinutých častíc.

2. Spôsob rozkladu uhľovodíkov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že teplota uhľovodíkov sa v prívodnej trubici plazmového horáka upravuje na výstupnú teplotu medzi 650 až 700 °C.

3. Spôsob rozkladu uhľovodíkov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vznikajúce plynné látky sa v zahriatom stave dopravujú späť do horáka na zvýšenie jeho energetického výkonu.

4. Zariadenie na vykonávanie spôsobu rozkladu uhľovodíkov podľa nároku 1, ktoré tvoria plazmový horák a reakčná komora, vyznačujúce sa tým, že plazmový horák (11) usporiadaný na vstupe reakčnej komory (12) je vybavený teplotou riadenou prívodnou trubicou (1) na prívod uhľovodíkov a najmenej tromi elektródami (2, 3, 4), pričom vnútorný povrch stien reakčnej komory (12) vybavený vstupnými otvormi (8) je aspoň čiastočne vybavený grafitom a dno reakčnej komory (12) oproti plazmovému horáku (11) je opatrené výstupom (16) na odvod konečných produktov a/alebo plynných látok vyvinutých recirkuláciou do plazmového horáka (11).