氫氣的富甲烷氣等離子合成工藝的制作方法
【專利說明】氫氣的富甲烷氣等離子合成工藝
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明屬于化工合成技術領域，具體涉及一種氫氣的富甲烷氣等離子合成工藝。
[0003]
【背景技術】
[0004]氫氣的密度非常小，可作為飛艇的填充氣體，但由于氫氣具有可燃性，安全性不高，所以飛艇現(xiàn)多用氦氣填充。氫氣最主要還是用作還原劑。氫氣燃燒放出的熱量大，產(chǎn)物無污染，被譽為清潔能源。由于氫氣的來源困難，因此沒有被作為主要燃料，但科學界們?nèi)晕捶艞墝錃饽茉撮_發(fā)的探索。在目前氫氣的合成過程方法中，工藝流程不易于實施，生成的氫氣成品純度低，反應剩余物不可以回收利用，制作工序復雜，生產(chǎn)效率低而且成本造價高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術領域存在的上述技術問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種氫氣的富甲烷氣等離子合成工藝，本發(fā)明不僅制作工序簡單、提高工作效率，而且生成的氫氣產(chǎn)品純度大，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明提供的氫氣的富甲烷氣等離子合成工藝，包括以下步驟:
(O甲烷含量在50%?100%的富甲烷氣，或其與水蒸氣、二氧化碳的混合氣，進入等離子體反應器下部的換熱器內(nèi)，與反應后的900°C -1300°C的富氫氣體進行換熱，富甲烷氣或混合氣被加熱到300°C -600°C ；
(2)被加熱的富甲烷氣或混合氣進入等離子體反應器器壁內(nèi)的換熱器與等離子體反應器器壁換熱，富甲烷氣或混合氣被二次加熱后，溫度升至600°C -1200°C ；
(3)被二次加熱的富甲烷氣或混合氣進入等離子反應器，在反應區(qū)與2500°C-500(rC的等離子發(fā)生器產(chǎn)生的富含活性粒子的等離子體射流相作用，在常壓下0.5-500ms內(nèi)生成以氣氣為主要成分的富氣氣體，該富氣氣體與反應器器壁、富甲燒氣或混合氣換熱后溫度降至 200°C -300°C ；
(4)降溫后的富氫氣體進入分離器，分離出固體雜質(zhì)，然后進一步分離制得氫氣。
本發(fā)明提供的氫氣的富甲烷氣等離子合成工藝，其有益效果在于，克服了現(xiàn)有技術制備氫氣工藝過程中工序較多，工作量大的問題，提高了工作效率；提高了反應物的單程轉化率和生成物的產(chǎn)率。
[0008]【具體實施方式】
[0009]下面結合一個實施例，對本發(fā)明提供的氫氣的富甲烷氣等離子合成工藝進行詳細的說明。
實施例
[0010]本實施例的氫氣的富甲烷氣等離子合成工藝，包括以下步驟:
(1)甲烷含量在900%的富甲烷氣，或其與水蒸氣、二氧化碳的混合氣，進入等離子體反應器下部的換熱器內(nèi)，與反應后的1300°C的富氫氣體進行換熱，富甲烷氣或混合氣被加熱到 300。。；
(2)被加熱的富甲烷氣或混合氣進入等離子體反應器器壁內(nèi)的換熱器與等離子體反應器器壁換熱，富甲烷氣或混合氣被二次加熱后，溫度升至1200°C ；
(3)被二次加熱的富甲烷氣或混合氣進入等離子反應器，在反應區(qū)與2500°C的等離子發(fā)生器產(chǎn)生的富含活性粒子的等離子體射流相作用，在常壓下500ms內(nèi)生成以氫氣為主要成分的富氫氣體，該富氫氣體與反應器器壁、富甲烷氣或混合氣換熱后溫度降至300°C ；
(4)降溫后的富氫氣體進入分離器，分離出固體雜質(zhì)，然后進一步分離制得氫氣。
[0011]氫氣的富甲烷氣等離子合成工藝，無需繁瑣的反應后處理，大大提高了產(chǎn)品性能，而且對環(huán)境友好無污染，工藝流程易于實施，生產(chǎn)成本低、合成產(chǎn)量高，更好的實現(xiàn)了產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)。
【主權項】
1.一種氫氣的富甲烷氣等離子合成工藝，其特征在于:所述方法包括以下步驟: (O甲烷含量在50%?100%的富甲烷氣，或其與水蒸氣、二氧化碳的混合氣，進入等離子體反應器下部的換熱器內(nèi)，與反應后的900°C -1300°C的富氫氣體進行換熱，富甲烷氣或混合氣被加熱到300°C -600°C ； (2)被加熱的富甲烷氣或混合氣進入等離子體反應器器壁內(nèi)的換熱器與等離子體反應器器壁換熱，富甲烷氣或混合氣被二次加熱后，溫度升至600°C -1200°C ； (3)被二次加熱的富甲烷氣或混合氣進入等離子反應器，在反應區(qū)與2500°C-500(rC的等離子發(fā)生器產(chǎn)生的富含活性粒子的等離子體射流相作用，在常壓下0.5-500ms內(nèi)生成以氣氣為主要成分的富氣氣體，該富氣氣體與反應器器壁、富甲燒氣或混合氣換熱后溫度降至 200°C -300°C ； (4)降溫后的富氫氣體進入分離器，分離出固體雜質(zhì)，然后進一步分離制得氫氣。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氫氣的富甲烷氣等離子合成工藝，將富甲烷氣先與反應高溫尾氣換熱，再與等離子裂解氣化反應器器壁換熱，后進入等離子裂解氣化反應器內(nèi)與等離子發(fā)生器產(chǎn)生的等離子體射流相作用，生成以氫氣為主要成分的氣體。該方法克服了傳統(tǒng)工藝需要催化劑，催化劑易發(fā)生析碳,硫、鹵素、砷中毒的難題，同時也解決了等離子體制氫過程中能耗較高以及反應器器壁的保護的問題。本發(fā)明工藝流程短、操作簡單、熱效率高,環(huán)境污染小，適用于燃氣化工領域與等離子化工領域。
【IPC分類】C01B3/34
【公開號】CN105645355
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】趙建英
【申請人】趙建英
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年11月13日