【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过等离子体热解由烃生产氢气
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于
2020
年
10
月
30
日提交的目前未决的美国临时申请第
63/107,555
号的优先权,其通过引用并入本文
。
[0003]本专利技术主题涉及用于使用热等离子体由甲烷和其他轻质烃生产氢气而不产生温室气体的方法
。
技术介绍
[0004]烃的燃烧,即用于加热
、
在工业过程中和用于运输的燃烧产生大量的温室气体
(GHG)
,即二氧化碳
。GHG
在大气中的累积导致全球变暖,这危及地球甚至于人类的生存
。
根据
2015
年的巴黎协定,
191
个国家承诺将全球变暖限制在
1.5℃
的温度
。
一些司法管辖区,即欧盟,承诺到
2050
年实现碳中和
。
[0005]氢气的燃烧,即用于加热
、
在工业过程中和用于运输的燃烧仅产生水蒸气作为燃烧产物而不是二氧化碳,从而限制全球变暖
。
出于该原因,许多工业过程正在寻求用氢气来替代化石燃料和反应物,例如煤
、
油和天然气
。
预期低碳氢的需求将从当前的
0.46Mt/
年的世界生产率
(2020
年
)
增长至
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于由烃的等离子体热解生产氢气和碳粉末的方法,包括提供
DC
非转移电弧等离子体炬
、
热壁反应器例如衬有耐火材料或石墨的热壁反应器
、
和旋风分离器
。2.
根据权利要求1所述的方法,其中所述反应器内部的湍流适于通过将氢气
、
烃气体或碳粉末或其混合物再循环至所述反应器来防止烟灰在反应器表面上的累积
。3.
根据权利要求1所述的方法,其中所述反应器的热壁由基本上光滑的材料例如石墨制成以例如防止碳材料在所述热壁上的堆积
。4.
根据权利要求1所述的方法,其中与等离子体羽流的长时间接触适于提供向氢气和碳粉末的通常完全转化
。5.
根据权利要求1所述的方法,其中离开等离子体羽流的碳粉末在所述反应器中凝固成类石墨粉末
。6.
根据权利要求1所述的方法,其中所述旋风分离器适于回收较重碳颗粒并使氢气
、
未转化的烃和较轻碳颗粒的一部分再循环至所述反应器以提高氢气的总产率
。7.
根据权利要求1所述的方法,其中离开所述旋风分离器的氢气和细碳含有足够的热能以使用废热回收交换器被高效地回收
。8.
根据权利要求1所述的方法,其中所述热壁反应器包括两个不同的反应区,即高温区和低温区
。9.
根据权利要求1所述的方法,其中所述烃为纯烃例如甲烷
、
或者烃和杂质的混合物例如天然气
。10.
根据权利要求1所述的方法,其中所述烃为来自木材热解的副产物
。11.
根据权利要求1所述的方法,用于电池应用中作为电极材料例如以增强锂离子电池的性能和稳定性
。12.
根据权利要求1所述的方法,其中在所述等离子体炬的末端处注入待热解的所述烃
。13.
一种用于生产氢气和类石墨粉末的方法,所述方法与其他可用方法相比能耗少得多
。14.
一种用于生产具有低碳足迹的氢气的方法
。15.
一种用于通过等离子体热解生产氢气的方法,其中烃为纯烃例如甲烷,或者来自烃和杂质的混合物例如天然气
。16.
一种用于通过等离子体热解生产氢气的方法,其中烃为来自木材热解的副产物
。17.
一种通过使用等离子体热解由烃生产基于碳的粉末的方法,所述基于碳的粉末用于电池应用中作为电极材料例如以增强锂离子电池的性能和稳定性
。18.
一种用于由烃生产氢气的设备,包括等离子体炬和热解反应器,其中所述反应器适于使等离子体羽流与烃反应物紧密且通常连续地接触
。19.
根据权利要求
18
所述的设备,其中所述等离子体炬位于所述热解反应器的顶部
。20.
根据权利要求
18
至
19
中任一项所述的设备,其中经由所述等离子体炬向所述热解反应器提供烃
。21.
根据权利要求
20
所述的设备,其中还经由分配环向所述热解反应器提供所述烃
。22.
根据权利要求
20
至
21
中任一项所述的设备,其中还经由至少一个再循环流向所述热解反应器提供所述烃
。
23.
根据权利要求
18
至
22
中任一项所述的设备,其中所述等离子体炬包括
DC
非转移电弧等离子体炬
。24.
根据权利要求
18
至
23
中任...
【专利技术属性】
技术研发人员:弗朗索瓦,
申请(专利权)人:加拿大派罗杰尼斯有限公司,
类型:发明
国别省市:
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