Способ обогащения природного газа водородом и установка для его осуществления

Результат выполнения научно-исследовательской работы. Разработка относится к технологии производства водородосодержащих газов и может быть использовано в теплоэнергетике, использующей природный газ в качестве бездымного топлива и выделенный углерод в химической и металлургической промышленности, а также к сжижению для моторного топлива. Технический результат - повышение экологичности сжигания природного газа путём уменьшения концентрации диоксида углерода СО2 в дымовых газах котлов, промышленных печей, работающих на природном газе, и упрощение конструкции устройства обогащения природного газа водородом. Способ обогащения природного газа водородом включает пиролиз природного газа с разделением на водородную и углеродную составляющие, закалку газов с утилизацией тепла, осаждение и удаление углеродной составляющей газа, смешение водородной составляющей с неразложившейся частью природного газа. Способ отличается тем, что поступающий поток природного газа делят на две части в заданном соотношении, одну из которых подвергают пиролизу при температуре 1300…1500 °С в течение 0,01…0,05 с путём смешения её с продуктами сгорания метано-водородной смеси с окислителем в стехиометрическом соотношении струйчатой подачей с температурой 1600 °С в поток природного газа, нагреваемого конвективным теплообменом и излучением тепла от стенки продолговатой полости тигля, нагретой сжиганием метано-водородной смеси, вызывающей турбулентность течения газовой смеси, интенсифицирующую расщепление природного газа на водородную и углеродную составляющие, которые подают на коалесценцию углерода из углеродной составляющей с одновременной струйчатой подачей химически очищенной воды, создающие с периодической частотой пульсирующие завихрения газовой смеси, вызывающие акустические волны, интенсифицирующие процесс коалесценции углерода. Затем осуществляют закалку газов впрыскиванием холодной воды с коагуляцией углерода в хлопьевидный осадок, который под воздействием гравитационных сил оседает в зоне сажеулавливания реактора, из которой удаляют тепло с паром и нагретой водой, а смесь водородной составляющей с неразложившимся остатком природного газа образуют водородосодержащую смесь, которую дополнительно охлаждают путём смешения с другой частью природного газа, получая обогащённый водородом природный газ, который затем очищают от взвешенных примесей и направляют по назначению.