УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА

Полезная модель относится к устройствам получения синтез-газа, и может использоваться на станциях заправки транспорта компримированным природным газом для улучшения экологических качеств газомоторного топлива добавками синтез-газа.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для получения синтез-газа, которое состоит из каталитического риформера, содержащего запальную свечу, патрубки для подачи природного газа и воздуха, патрубок выхода синтез-газа, штуцеры для подачи и отвода охлаждающей жидкости (см. Н.Г.Певнев, В.А.Кириллов, О.Ф.Бризицкий, В.А.Бурцев, Транспорт на альтернативном топливе, 2010, №3, с.40-45). В каталитическом риформере в присутствии катализатора происходит реакция парциального частичного окисления метана кислородом воздуха:
4
2
2
2
2
СН+0,5(О+3,76N)=2Н+СО+1,88N
Реакция проходит с образованием синтез-газа, в состав которого входит азот, моноксид углерода и водород, который является инициирующей добавкой, улучшающей сгорание компримированного природного газа.
Недостатком известного устройства является то, что при парциальном окислении кислородом воздуха полученный синтез-газ содержит лишь 41 об.% водорода и около 39 об.% азота, являющегося нейтральным балластным газом, который будет лишь занимать место в баллоне автомобиля.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является исключение балластного азота в полученном синтез-газе при повышении содержания водорода до 75 об.%.
Технический результат полезной модели достигается за счет того, что устройство для получения синтез-газа, состоящее из каталитического риформера, содержащего запальную свечу, патрубок для подачи природного газа, патрубок выхода синтез-газа, штуцеры для подачи и отвода охлаждающей жидкости, дополнительно снабжено электролизером с источником электропитания, причем электролизер патрубком выхода кислорода соединен с патрубком для подачи кислорода в каталитический риформер, а патрубком выхода водорода - с патрубком выхода синтез-газа.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где показано устройство для получения синтез-газа, состоящее из каталитического риформера 1, содержащего запальную свечу 2, патрубок для подачи природного газа 3, патрубок для подачи кислорода 4, патрубок выхода синтез-газа 5, штуцеры 6 и 7 для подачи и отвода охлаждающей жидкости, источник питания 8, электролизер 9 со штуцером подвода воды 10 и двумя патрубками выхода кислорода 11 и водорода 12, выделяющихся при электролизе.
2
Синтез-газ, который содержит до 75 об.% водорода Н и моноксид углерода СО может быть выработан из природного газа.
В каталитический риформер 1 через первый входной патрубок подают природный газ.
В электролизер 9 через штуцер 10 подают воду. В электролизере 9, питающемся от источника питания 8, вода разлагается на водород и кислород:
2
2
2
НO=>1/2O+Н
Выделившийся при этом кислород через патрубок выхода кислорода 11 направляют по трубопроводу в патрубок для подачи кислорода 4 каталитического риформера 1.
В режиме розжига каталитического риформера 1 в начале работы смесь природного газа и кислорода поджигают при помощи запальной свечи 2. После достижения рабочей температуры (около 600°С) принудительное зажигание выключается. В каталитическом риформере 1 в присутствии катализатора происходит каталитическая конверсия природного газа. Для охлаждения образованного в каталитическом риформере 1 синтез-газа через штуцер 6 подают охлаждающую жидкость, а через штуцер 7 охлаждающую жидкость отводят.
При направлении кислорода из электролизера 9 в каталитический риформер 1 реакция в нем будет проходить по формуле:
4
2
2
СН+1/2О«-»СО+2Н ΔН=-35,6 кДж/моль
Выделившийся в электролизере 9 водород через патрубок выхода водорода 12 направляют в патрубок выхода синтез-газа 5.
4
2
2
Таким образом, в сумме на одну молекулу СН и НО будет получено три молекулы Н и одна СО, т.е. содержание водорода в синтез-газе составит 75 об.%.
Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить содержание водорода в синтез-газе и исключить балластный азот в его составе.