Каталитический пиролиз природного газа

Пиролиз метана

Пиролиз метана — это процесс, при котором метан (основный компонент природного газа) разлагается при высокой температуре без доступа кислорода. В результате этого процесса образуются различные газы, такие как водород, углеродный оксид и другие углеродсодержащие соединения, а также твердые остатки, называемые коксом.

Пиролиз метана может быть использован для производства водорода. Этот процесс также может быть использован для получения других ценных химических продуктов, таких как аммиак и метанол.

Пиролиз метана является одним из методов переработки природного газа, который может быть более эффективным и экологически безопасным, чем традиционные методы переработки. Однако, как и другие технологии, пиролиз метана имеет свои преимущества и недостатки, и его использование может быть ограничено экономическими и техническими факторами.

Где применяется?

1. Производство водорода: пиролиз метана может быть использован для производства водорода, который является чистым топливом и может использоваться в качестве топлива для автомобилей и других технологий в промышленности.
2. Производство углеродных материалов: пиролиз метана может быть использован для производства углеродных материалов, таких как кокс, который может использоваться в качестве топлива или сырья для производства стали.
3. Производство химических продуктов: пиролиз метана может быть использован для производства различных химических продуктов, таких как метанол и аммиак, которые используются в различных промышленных процессах.
4. Энергетика: пиролиз метана может быть использован в качестве альтернативного источника энергии, который может быть использован для производства электроэнергии.
5. Утилизация отходов: пиролиз метана может быть использован для утилизации отходов, таких как органические отходы и биомасса, которые могут быть использованы для производства энергии и других ценных продуктов.

Таким образом, пиролиз метана имеет широкий спектр применения и может быть использован в различных отраслях промышленности.

Оборудование для пиролиза метана

Для пиролиза метана используется специальное оборудование, которое может варьироваться в зависимости от конкретной задачи. Однако, в общем случае, для пиролиза метана используются следующие типы оборудования:

1. Реакторы: это основное оборудование для пиролиза метана. Реакторы могут быть различных типов, включая вертикальные и горизонтальные реакторы, а также реакторы с фиксированным и перемещающимся слоем материала. Реакторы позволяют проводить пиролиз метана в контролируемых условиях, что обеспечивает высокую эффективность процесса.
2. Оборудование для подготовки сырья: перед пиролизом метана сырье должно быть подготовлено. Для этого используется различное оборудование, включая дробилки, мельницы и сепараторы, которые позволяют получить оптимальный размер и форму частиц сырья.
3. Системы для подачи сырья и газов: для пиролиза метана необходимо подавать сырье и газы в реактор. Для этого используются специальные системы, включая насосы, компрессоры и системы распределения.
4. Системы для сбора и очистки продуктов: после пиролиза метана необходимо собрать и очистить продукты. Для этого используются различные системы, включая системы фильтрации, конденсации и дистилляции.

Таким образом, для пиролиза метана используется комплексное оборудование, которое позволяет проводить процесс в контролируемых условиях и получать высококачественные продукты.

Недостатки

Пиролиз метана — это достаточно эффективный процесс, который может использоваться для получения различных продуктов, таких как водород, углеродные нанотрубки, синтетический газ и др. Однако, у этого процесса есть и некоторые недостатки:

1. Высокая стоимость: оборудование для пиролиза метана достаточно дорогое, а процесс сам по себе требует большого количества энергии. Это может сделать производство продуктов через пиролиз метана неэкономически выгодным.
2. Высокая температура: пиролиз метана происходит при очень высоких температурах, что может привести к образованию вредных выбросов и загрязнению окружающей среды.
3. Необходимость использования катализаторов: для увеличения эффективности процесса пиролиза метана необходимо использовать катализаторы. Однако, некоторые катализаторы могут быть дорогими и требовать специальных условий хранения и использования.
4. Ограниченность сырья: метан — это ценное сырье, которое может быть использовано для производства энергии и других продуктов. Поэтому, использование метана для пиролиза может столкнуться с ограниченностью сырья и конкуренцией с другими отраслями, которые используют метан в качестве сырья.

Таким образом, пиролиз метана имеет свои недостатки, которые могут ограничить его применение в некоторых областях. Однако, с развитием технологий и улучшением процесса, эти недостатки могут быть преодолены.

Позвоните нам по номеру +7 (495) 532-86-40 или напишите на почту info@agse.ru — мы оперативно ответим и предложим вам нашу помощь!

Источник

(Получение) Технология получения водорода и водородсодержащих газовых смесей контактным пиролизом природного газа в реакторе с жидкометаллической средой

Краткое описание: Термическое разложение (пиролиз) метана является альтернативным подходом к получению водорода из природного газа без образования CO₂ в ходе процесса. Образующийся при этом углерод изолировать намного проще, чем углекислый газ, образованный в результате осуществления паровой конверсии. Кроме того, имеются предпосылки к развитию новых рынков углеродных материалов.

Значительным препятствием к промышленному внедрению пиролиза метана для получения водорода является удаление твердого углеродного продукта из зоны реакции. При разложении метана в колонных реакторах в отсутствие катализаторов твердый углерод осаждается на стенках разогретого реактора, что препятствует прохождению газового потока или даже приводит к его полной блокировке. Каталитический пиролиз метана в насадочных реакторах или реакторах с псевдоожиженным слоем сопровождается осаждением углерода на поверхности катализатора, приводя к дезактивации каталитической системы. Регенерация дезактивированного катализатора выжиганием углерода приводит к эмиссии углекислого газа, сравнимой с эмиссией при паровом риформинге.

Предлагаемая технология позволяет упростить утилизацию образующегося углеродного продукта и предотвратить его связывание со стенками аппаратуры или гранулами катализатора. Технология реализуется барботажем природного газа через среду плавящегося при температурах пиролиза металлического теплоносителя, а образующийся при этом углерод агрегируется на поверхности пузырьков и далее поднимается на поверхность металлического слоя за счет разницы в плотностях. Технологией предусматривается непрерывное удаление углерода с поверхности жидкометаллического слоя, что позволяет обеспечить непрерывное получение водорода и метано-водородных смесей. Основными технологическими параметрами, обеспечивающими заданную конверсию природного газа, являются температура, время пребывания сырьевого газа в жидкометаллической среде, размеры образующихся пузырьков газа.

– стоимость производства водорода соизмерима с традиционным процессом паровой конверсии метана. Поэтому данная технология может представлять интерес для промышленных решений, нуждающихся в «дешевом» водороде;

– получение водорода и углерода без выделения CO₂;

– получение ценного углеродного продукта.

Этап реализации проекта: Создан опытно-лабораторный стенд генерации метано-водородных смесей и водорода, моделирующий принципиальную работу установки контактного пиролиза природного газа в жидкометаллической среде.

Партнеры проекта:

– Институт нефтехимического синтеза РАН — разработка каталитических систем для контактного пиролиза природного газа в жидкометаллических средах;

– ПАО «Газпром» — индустриальный партнер-заказчик.

К какому направлению относится разработка, технология: получение водорода.

Сопредседатель Координационного совета Консорциума,
секретарь Наблюдательного совета Консорциума —
Сухих Леонид Григорьевич,
и.о. ректора Национального исследовательского Томского политехнического университета

Источник