СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОБОГАЩЕННОГО ВОДОРОДОМ ТОПЛИВА ПОСРЕДСТВОМ РАЗЛОЖЕНИЯ ПЛАЗМЫ МЕТАНА НА КАТАЛИЗАТОРЕ ПРИ МИКРОВОЛНОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

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.
2
2
2
4
3
6
3
8
3
4
14. Способ по п.9, при котором мощность микроволнового излучения менее 120 Вт и полученный газ содержит от 2 до 3% СН и пренебрежимо малые количества СH, СН, СН и СН.
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.
4
3
2
2
2
2
4
2
6
2
20. Способ по п.17, при котором в состав метановой плазмы входят СН, СН, СН, СН, СН, СН, СН, Н и (е-).
3
2
4
2
2
2
4
2
6
21. Способ по п.17, при котором этап получения конечного газового продукта включает реакцию на поверхности катализатора СН, СН, СН или Н с CH, СН, или CH и СН для получения твердого волокнистого углерода и водорода.
2
2
2
4
2
2
2
4
3
6
3
8
3
3
4
22. Способ по п.17, при котором при мощности микроволнового излучения менее 120 Вт полученный газ содержит от 2 до 3% СН и малые количества CН, а при мощности микроволнового излучения менее 120 Вт полученный газ содержит от 2 до 3% CH и малые количества СН, СН, СН и ССН.
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.