التحلل الحراري للميثان عملية تتطلب حوالي 37.7 كيلو جول/مول من الهيدروجين المنتج.
وهذا أقل استهلاكًا للطاقة مقارنة بإصلاح الميثان بالبخار الذي يتطلب 41.4 كيلو جول/مول من الهيدروجين.
يمكن أن يتطلب إصلاح الميثان بالبخار ما يصل إلى 63.4 كيلوجول/مول عند تضمين الطاقة اللازمة لتبخير الماء.
والتحلل الحراري للميثان هو عملية تحلل حراري تعمل على تكسير الميثان إلى هيدروجين وكربون صلب.
تحدث هذه العملية في المقام الأول عند درجات حرارة أعلى من 700 درجة مئوية بدون عامل حفاز وأعلى من 800 درجة مئوية مع وجود عامل حفاز.
والتحلل الحراري للميثان عملية ماصة للحرارة، ما يعني أنها تمتص الحرارة من البيئة المحيطة بها لتستمر.
وتقل متطلبات الطاقة اللازمة للتحلل الحراري للميثان عن متطلبات إعادة تشكيل الميثان بالبخار ويرجع ذلك في المقام الأول إلى عدم وجود تبخر للماء في عملية الانحلال الحراري.
أما في عملية إعادة التشكيل بالبخار، فيتم تحويل الماء إلى بخار، وهو ما يتطلب طاقة إضافية.
وتزيد هذه الخطوة الإضافية من الطلب الكلي على الطاقة في إعادة التشكيل بالبخار إلى 63.4 كيلوجول/مول من الهيدروجين.
يعمل الانحلال الحراري للميثان في درجات حرارة أعلى، عادةً ما تكون أعلى من 800 درجة مئوية للعمليات الحفازة وأكثر من 1000 درجة مئوية للعمليات الحرارية.
وتستخدم بعض الطرق مشاعل البلازما التي تصل إلى 2000 درجة مئوية.
وتُعد درجات الحرارة المرتفعة هذه ضرورية للتغلب على ثبات روابط C-H للميثان وتحقيق معدلات تفاعل كبيرة وتحويل الميثان.
وعلى الرغم من درجات الحرارة المرتفعة، يُعتبر الانحلال الحراري للميثان أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من إعادة التشكيل بالبخار بسبب الإنتاج المباشر للهيدروجين والكربون الصلب دون الحاجة إلى تبخير الماء.
ويوفر الانحلال الحراري للميثان انخفاضًا كبيرًا في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، بنسبة تصل إلى 85% أو أكثر، اعتمادًا على مصدر الحرارة المستخدم.
وهذا يجعل من الانحلال الحراري للميثان بديلاً واعداً لإنتاج الهيدروجين مع انخفاض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري مقارنة بالطرق التقليدية مثل الإصلاح بالبخار.
1. مقارنة كفاءة الطاقة
يتطلب الانحلال الحراري للميثان حوالي 37.7 كيلو جول/مول من الهيدروجين المنتج.
يتطلب إصلاح الميثان بالبخار 41.4 كيلوجول/مول من الهيدروجين.
يمكن أن يتطلب إصلاح الميثان بالبخار ما يصل إلى 63.4 كيلوجول/مول من الهيدروجين عند تضمين الطاقة اللازمة لتبخير الماء.
2. تفاصيل العملية
إن التحلل الحراري للميثان هو عملية تحلل حراري تعمل على تكسير الميثان إلى هيدروجين وكربون صلب.
تحدث هذه العملية في المقام الأول عند درجات حرارة أعلى من 700 درجة مئوية بدون عامل حفاز وأعلى من 800 درجة مئوية مع عامل حفاز.
التحلل الحراري للميثان عملية ماصة للحرارة، مما يعني أنها تمتص الحرارة من البيئة المحيطة بها لتستمر.
3. متطلبات درجة الحرارة
يعمل الانحلال الحراري للميثان في درجات حرارة أعلى، عادةً ما تكون أعلى من 800 درجة مئوية للعمليات الحفازة وأعلى من 1000 درجة مئوية للعمليات الحرارية.
وتستخدم بعض الطرق مشاعل البلازما التي تصل إلى 2000 درجة مئوية.
وتعد درجات الحرارة المرتفعة هذه ضرورية للتغلب على ثبات روابط C-H للميثان وتحقيق معدلات تفاعل كبيرة وتحويل الميثان.
4. الفوائد البيئية
يُعتبر الانحلال الحراري للميثان أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من إعادة التشكيل بالبخار بسبب الإنتاج المباشر للهيدروجين والكربون الصلب دون الحاجة إلى تبخير الماء.
ويوفر الانحلال الحراري للميثان انخفاضًا كبيرًا في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، بنسبة تصل إلى 85% أو أكثر، اعتمادًا على مصدر الحرارة المستخدم.
وهذا يجعل من الانحلال الحراري للميثان بديلاً واعداً لإنتاج الهيدروجين مع انخفاض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري مقارنة بالطرق التقليدية مثل الإصلاح بالبخار.
مواصلة الاستكشاف، استشر خبرائنا
أطلق العنان لمستقبل إنتاج الطاقة المستدامة معحلول KINTEK SOLUTION تقنيات الانحلال الحراري للميثان المتقدمة.
اكتشف حلولنا المبتكرة التي توفر كفاءة فائقة في استخدام الطاقة، مما يقلل من الطلب على الطاقة ويقلل من انبعاثات الكربون بنسبة تصل إلى85%.
انضم إلى ثورة إنتاج الهيدروجين الأخضر اليوم - شريكك الموثوق في التكنولوجيا الصديقة للبيئة في انتظارك.
تعرّف على المزيد عن أنظمة الانحلال الحراري المتطورة لغاز الميثان التي نقدمها وانطلق في رحلة نحو غد أنظف وأكثر اخضرارًا!
