專利名稱：：用于處理燃料的電反應(yīng)工藝的制作方法用于處理燃料的電反應(yīng)工藝本申請(qǐng)基于并且要求臨時(shí)申請(qǐng)序號(hào)60/773,613和實(shí)用申請(qǐng)序號(hào)11/674，250的優(yōu)先權(quán)，其中所述臨時(shí)申請(qǐng)于2006年2月15日提交，題目為用于無(wú)污染燃料脫碳的電反應(yīng)工藝，和所述實(shí)用申請(qǐng)于2007年2月13日提交，題目為用于處理燃料的電反應(yīng)工藝。
背景技術(shù)：
：燃燒任何烴燃料時(shí)都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。當(dāng)使用烴作為催化蒸汽重整、部分氧化和水煤氣變換反應(yīng)方法來(lái)生產(chǎn)含氫合成氣的原料時(shí)，會(huì)通過(guò)化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生額外的二氧化碳。在最近的50年中沒(méi)什么變化，并且?guī)缀跛械倪@種二氧化碳都進(jìn)入到大氣中。近年來(lái)，二氧化碳已經(jīng)被確定為全球氣候變化的貢獻(xiàn)者。政府和企業(yè)已經(jīng)提出了多種降低或控制大氣中二氧化碳排放的方法。此外，主要的努力已經(jīng)上演到更經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)氫氣，因?yàn)樗紵鍧?，只產(chǎn)生水(作為蒸汽)和熱作為燃燒產(chǎn)物。向環(huán)境友好燃料發(fā)展所有方法都要承擔(dān)極大的復(fù)雜性和費(fèi)用。完全消除烴燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳的唯一方法將會(huì)是1.加熱烴使其分解為元素碳和氫氣分子；2.分開所述氫氣和碳；和3.將所述氫氣與空氣或氧氣一起燃燒，形成高溫蒸汽作為有用的熱源或在燃料電池中將所述氫氣電化學(xué)轉(zhuǎn)化為水和電流。在這些方法中，碳燃燒的熱值作為有用的熱量沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。碳熱值的這種損失名義上需要兩倍的燃料以產(chǎn)生給定量的氫或過(guò)程熱。然而，所述方法中回收的碳固體可比通過(guò)"方法結(jié)束，，時(shí)捕獲和捕集二氧化碳更經(jīng)濟(jì)地多地銷售或存儲(chǔ)(捕集)。因此，需要以有效的方式以有限的二氧化碳排放來(lái)生產(chǎn)氫氣的方法和裝置。發(fā)明概述本發(fā)明的實(shí)施方案提供了生產(chǎn)氫氣的的方法和裝置，其中將烴氣體送入電反應(yīng)工藝系統(tǒng)以將該烴氣體分解為氫氣和碳固體。所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)加熱區(qū)，其中每個(gè)加熱區(qū)包含一個(gè)或多個(gè)加熱站，和每個(gè)加熱站包含一個(gè)或多個(gè)加熱板(screen)。優(yōu)選地,沒(méi)有額外熱量輸入的最終的近平衡的達(dá)到區(qū)跟隨在所述完整的ERT加熱階段或所述ERT加熱階段的一個(gè)或多個(gè)階段之后。在本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案中，所述達(dá)到區(qū)包含碳反應(yīng)室。優(yōu)選地，離開所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)的氫氣和任何殘留的碳和烴的溫度為約2000。F-約2700°F。在所述氫氣經(jīng)過(guò)所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)后，冷卻該氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體。然后使所述氯氣和任何殘留的碳固體和烴氣體流經(jīng)相分離系統(tǒng)，例如洗滌器，例如過(guò)濾或干燥系統(tǒng)，以基本上除去全部的碳，留下產(chǎn)物氫氣。在本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案中，從所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱用來(lái)加熱所引入的烴氣體原料。優(yōu)選地，所述烴氣體原料被所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱加熱到約400。F-約1200。F。這可以通過(guò)使烴氣體流入換熱器，并使所述加熱了的氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體流經(jīng)所述換熱器以加熱額外引入的烴氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述烴氣體流還可以在被送入所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)或換熱器之前被預(yù)熱。在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方案中，由所述預(yù)熱步驟流出的烴氣體的溫升為約250。F-約600。F。在本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案中，離開所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)中的每個(gè)加熱區(qū)的所述被加熱的氫氣和碳固體流經(jīng)除碳部件以除去一些或全部碳固體。所述被加熱的氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體可以在離開所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)之后和進(jìn)入所述相分離系統(tǒng)之前經(jīng)過(guò)急冷系統(tǒng)?？梢栽谒鱿喾蛛x系統(tǒng)中將水加入到所述氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體中以產(chǎn)生基本上含有全部碳的漿料。在本發(fā)明的其它實(shí)施方案中，將離開所述換熱器的被加熱的氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體的至少一部分循環(huán)到所述烴氣體流中。循環(huán)的氫氣與未循環(huán)的氫氣之比優(yōu)選為約2:1-約4:1，并且更優(yōu)選約2.5:1-約3.5:1。所述循環(huán)的氫氣經(jīng)過(guò)循環(huán)壓縮機(jī)以補(bǔ)償穿過(guò)所述系統(tǒng)的壓力損失。也可將來(lái)自所述相分離系統(tǒng)的氫氣循環(huán)到所述烴氣體流中。這可以代替來(lái)自所述換熱器的循環(huán)氫氣或者作為其補(bǔ)充而實(shí)現(xiàn)。所述ERT系統(tǒng)中的板間距和停留時(shí)間是優(yōu)化所述方法的重要因素。在本發(fā)明的具體實(shí)施方案中，所述加熱板站(screenstation)之間的間距在所述氣體流動(dòng)方向上增加。在本發(fā)明的其它實(shí)施方案中，加熱板站之間的間距在第一區(qū)之后連續(xù)變化以維持基本上等溫的條件。本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案提供了隨每個(gè)加熱站增加的停留時(shí)間；和隨每個(gè)加熱板站減少的停留時(shí)間。由每個(gè)加熱板站輸送的熱負(fù)荷可以基本上相等或者可以逐站變化。在其它實(shí)施方案中，由隨后的每個(gè)區(qū)輸送的熱負(fù)荷減少，或者由所有區(qū)輸送的熱負(fù)荷是不變的。此外，在本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案中，由每個(gè)加熱板站輸送的熱量在每個(gè)區(qū)內(nèi)基本上不變。加熱區(qū)之間的溫度可以變化。在本發(fā)明的具體實(shí)施方案中，進(jìn)入加熱板站的流體的溫度和離開該加熱站的流體的溫度之間的差為約125F。-約175F。；在其它的實(shí)施方案中，所述熱量輸入可以導(dǎo)致400F°或更大的溫升。所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)也可以用來(lái)熱裂解烴。附圖描述當(dāng)結(jié)合所述附圖一起閱讀時(shí)，可由以下詳細(xì)描述最好地理解本發(fā)明。圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案的分段式氫氣生產(chǎn)系統(tǒng)。圖2是顯示了根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案的分段式氫氣生產(chǎn)系統(tǒng)的平衡曲線和操作曲線的圖。圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案的具有循環(huán)配置的氫氣生產(chǎn)系統(tǒng)?！獔D4是顯示了根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案的具有循環(huán)配置的氫氣生產(chǎn)系統(tǒng)的平衡曲線和操作曲線的圖。圖5描述了根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案的單程氫氣生產(chǎn)系統(tǒng)。圖6是顯示了根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案的具有單程配置的氫氣生產(chǎn)系統(tǒng)的平衡曲線和操作曲線的圖。發(fā)明詳述公開的是旨在通過(guò)分解甲烷或天然氣生產(chǎn)氫氣和碳固體的電反應(yīng)技術(shù)(ERT)方法和裝置。所述ERT裝置也可以用于熱裂解過(guò)程。當(dāng)用于前者時(shí)，所述ERT法也可以稱為燃料脫碳方法。所述方法使用能夠適應(yīng)烴的選擇性分解的電阻加熱器和能夠在非常高的碳負(fù)荷下有效地過(guò)濾/分離的過(guò)濾/分離設(shè)備。由于所述電源可能是一個(gè)環(huán)境關(guān)切，這樣的工廠可以坐落于經(jīng)濟(jì)和生態(tài)友好的風(fēng)電場(chǎng)附近以提供必需的電力。與常規(guī)化石燃料技術(shù)相比，這些方法的任何一種都很少或不產(chǎn)生二氧化碳或其它溫室氣體排放。已經(jīng)忽略了烴分解，也稱為燃料脫碳，作為商業(yè)氫氣和碳固體生產(chǎn)的潛在的路線和作為緩和全球變暖的方法。甲烷，天然氣中最大的組分，也是具有最高氬碳比的烴。因此它有比任何其它烴產(chǎn)生相對(duì)更多氫氣的潛力。甲烷分解具有簡(jiǎn)單的一步化學(xué)；和熱力學(xué)優(yōu)越之處在于所述化學(xué)反應(yīng)只需要11.3千卡/摩爾氫氣，是產(chǎn)生每單位氫氣能耗最低的已知方法。甲烷加熱分解(單個(gè)非催化步驟)曱烷分解CH4—C+2H2過(guò)程能量/單位氫氣+11.3千卡/摩爾氫氣這與需要18.8千卡/摩爾氫氣的由包含兩步、雙催化劑法的曱烷蒸汽重整相比是有利的。曱烷蒸汽重整(雙催化工藝步驟)蒸汽重整CH4+H20—CO+3H2水煤氣變換C0+H20—C02+H2總反應(yīng)CH4+2H20—C02+4H2過(guò)程能量/單位氫氣+18.8千卡/摩爾氫氣第一個(gè)反應(yīng)(蒸汽重整)是強(qiáng)吸熱的，并且產(chǎn)物的摩爾數(shù)超過(guò)反應(yīng)物的摩爾數(shù)，因此，所述反應(yīng)在高溫和低壓下進(jìn)行完全。第二個(gè)反應(yīng)(水煤氣變換)是輕度放熱的，并且低溫有利但不受壓力的影響。產(chǎn)物的組成取決于工藝條件，包括溫度、壓力和過(guò)量的蒸汽(這些條件確定平衡)以及穿過(guò)所述催化劑床層的速率(它確定通往平衡的途徑)。提出的所有其它方法都具有低劣得多的熱力學(xué)，例如電解法需要大約+106千卡/摩爾氫氣。其他人提出并實(shí)施的曱烷分解方案要么具有由高溫設(shè)備設(shè)計(jì)的復(fù)雜性引起的非常高的資金成本要么未能以商業(yè)規(guī)模上可靠地實(shí)行。因此，為什么工業(yè)界大多數(shù)"有意的，，氫氣生產(chǎn)是運(yùn)用蒸汽甲烷重整的原因是很明顯的。長(zhǎng)期以來(lái)，氫氣是化學(xué)和石油工業(yè)的重要?dú)怏w原料。蒸汽甲烷重整器是超過(guò)世界90%的"有意的"氫氣生產(chǎn)的基礎(chǔ)。目前，此類裝置生產(chǎn)IOO醒SCFD氫氣約花費(fèi)一億美元。所公開的甲烷分解裝置的具體實(shí)施方案在概念上簡(jiǎn)單的多，并且預(yù)計(jì)成本大大減少。4,50美元/兆Btu的原料和燃料和碳固體的操作裕度(margin)分析表明所公開的方法可以與高達(dá)95.50美元/兆瓦-小時(shí)的電價(jià)盈虧平衡。相反，用維持在4.50美元/兆Btu的原料和燃料以及可得到的40美元/兆瓦-小時(shí)的電，可以生產(chǎn)與低至5.78美元/兆Btu盈虧平衡的氫氣。炭黑主要用在生產(chǎn)硫化橡膠的輪胎工業(yè)；不過(guò)，它還用作墨水和油漆的黑色顏料。預(yù)測(cè)直到2008年，全世界對(duì)于炭黑的需求會(huì)每年增長(zhǎng)4%。關(guān)于年產(chǎn)50000mtpa炭黑的假設(shè)項(xiàng)目，適用以下估計(jì)天然氣原料每天1050萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方英尺電耗18.3兆瓦97.3mol。/。的氫氣產(chǎn)品每小時(shí)5575磅具體的電耗每千克炭黑2.91千瓦時(shí)；或者每一千SCF氬氣20.8千瓦時(shí)有利地，所公開的發(fā)明的具體實(shí)施方案可以提供更低的資金成本；設(shè)計(jì)、操作和維護(hù)簡(jiǎn)單；和電、氫氣和炭黑的市場(chǎng)和盈虧平衡成本之間的裕度；適應(yīng)于由其它烴生產(chǎn)的類似優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在描述所述ERT法的基本原理。當(dāng)甲烷(或天然氣或其它烴)被加熱到高于某一溫度時(shí)，它會(huì)分解為氫氣和碳固體并吸收以上化學(xué)方程式中表明的反應(yīng)熱。分解速率隨溫度升高。然而，取決于溫度水平，分解程度會(huì)達(dá)到平衡水平。當(dāng)所述ERT內(nèi)的電加熱板加熱所述氣體時(shí)，隨后會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，這往往會(huì)冷卻所述氣體/碳混合物。由于加熱時(shí)間相對(duì)于分解時(shí)間非常短，因此允許每個(gè)加熱階段之后的發(fā)生反應(yīng)的間隔。所述ERT法優(yōu)選由多階段的加熱和反應(yīng)步驟構(gòu)成。下面是用不同設(shè)計(jì)約束條件設(shè)計(jì)的說(shuō)明性的配置。每個(gè)描述僅僅突出了每個(gè)描述所需設(shè)備的各種布局間的主要差異。本文討論的說(shuō)明性的配置的特征為所述產(chǎn)物碳/氣體混合物的任選的急冷。幾個(gè)配置以任選的預(yù)熱器為特征，其中所述預(yù)熱器為了將所述天然氣原料加熱至更高的溫度以加速反應(yīng)，并且因此加速碳和氫氣的產(chǎn)生；預(yù)熱也用來(lái)最小化對(duì)提供驅(qū)動(dòng)所述化學(xué)反應(yīng)的熱量的電的需求?？紤]到所述ERT單元內(nèi)的碳顆粒的沉降，對(duì)截面流動(dòng)面積和流速進(jìn)行選擇以將流體速度維持在設(shè)計(jì)上可接受的安全區(qū)域內(nèi)。圖1、3和5所描述的說(shuō)明性的實(shí)施方案顯示了垂直放置的ERT單元。所述單元也可以水平放置或與法線成一定角度。在本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案中，將所述ERT單元設(shè)置成向所述ERT輸入約200KW。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述ERT是活塞流反應(yīng)器，并且由四(4)個(gè)分開的加熱區(qū)組成，每個(gè)區(qū)含有四(4)個(gè)板加熱器站。這被稱為是完整常規(guī)配置并且下面進(jìn)行更詳細(xì)的討論。圖l描述了被稱為"分段式配置"的本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案。這種分段式除碳配置的特征在于其核心處的單個(gè)ERT單元102以及幾個(gè)反應(yīng)完成室104、106、108、110、112。所述ERT單元是單程布置，即產(chǎn)物不循環(huán)回所述工藝。這種配置基于絕熱地進(jìn)行所述反應(yīng)同時(shí)利用產(chǎn)物來(lái)加熱新鮮的天然氣原料114。用這種具體設(shè)計(jì)有可能達(dá)到95.lmol。/。的氫氣純度。創(chuàng)建這種配置時(shí)考慮的主要設(shè)計(jì)約束條件涉及離開每個(gè)加熱板站的碳/氣體混合物的溫度。目標(biāo)是找到這樣的設(shè)計(jì)將離開每個(gè)加熱區(qū)的碳/氣體混合物的溫度維持在差50F。就是平衡溫度的溫度，即每個(gè)反應(yīng)室是這樣設(shè)計(jì)的出口溫度比對(duì)應(yīng)于氫氣出口濃度的平衡溫度高至少約50F°。表1提供了公稱系統(tǒng)壓力為300磅/平方英寸下的計(jì)算數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)是本文描述的說(shuō)明性的實(shí)施方案共有的。本文描述的方法和系統(tǒng)可應(yīng)用于由本領(lǐng)域的熟練的設(shè)計(jì)者為每個(gè)應(yīng)用情況所選擇的更高的和更低的壓力下。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>所述天然氣原料優(yōu)選在約90°F下進(jìn)入預(yù)熱器116并優(yōu)選在約400。F下離開該預(yù)熱器。所述天然氣原料然后經(jīng)過(guò)原料/產(chǎn)物換熱器118。這是頭尾相接的(headtotail)加熱器，它利用所述產(chǎn)物碳/氣體混合物的熱來(lái)加熱所述天然氣原料，優(yōu)選加熱到約1000°F。所述天然氣原料進(jìn)入所述ERT單元的第一加熱板站120。板站可以包含一個(gè)或多個(gè)板。術(shù)語(yǔ)"區(qū)"也可以用在本文中。一個(gè)區(qū)包括一個(gè)或多個(gè)板站并且以單獨(dú)電源為特征。離開第一加熱區(qū)120時(shí)，所述碳/氣體混合物優(yōu)選升溫到高于約2250°F。所述碳/氣體混合物經(jīng)過(guò)每個(gè)加熱區(qū)120、122、124、126、128之后，分別經(jīng)過(guò)反應(yīng)和除碳室104、106、108、110、112。這些碳產(chǎn)物脫除室允許對(duì)生成的遍及所述ERT單元的碳進(jìn)行簡(jiǎn)單的取樣。每個(gè)隨后的加熱區(qū)站逐漸加熱殘留的碳/氣體混合物以便提高反應(yīng)速率，并因此提高碳和氫氣的生成速率。流經(jīng)所述ERT單元的流動(dòng)可以說(shuō)是單程的，即產(chǎn)物離開該ERT單元后不循環(huán)回該系統(tǒng)。所述碳/氣體混合物在經(jīng)過(guò)第五個(gè)加熱板站128后，優(yōu)選在約2250°F下離開所述ERT單元并經(jīng)過(guò)最終的室112，在那里自動(dòng)冷卻至約2160°F。所述碳/氣體混合物然后經(jīng)過(guò)幾件額外的設(shè)備或者所述完成階段130。在這個(gè)說(shuō)明性的實(shí)施方案中，每個(gè)ERT單元的流道約5英尺長(zhǎng)并且由輸送總輸入熱量為約200kW的五個(gè)加熱區(qū)120、122、124、126、128組成。所述分段式除碳配置優(yōu)選以這種方式制造每個(gè)單獨(dú)的加熱區(qū)后緊跟著大型除碳室104、106、108、110、112。所述五個(gè)ERT單元中每一個(gè)優(yōu)選由單一的加熱板站組成，每個(gè)向所述系統(tǒng)輸送不同的熱負(fù)荷。由于每個(gè)ERT區(qū)是單獨(dú)的單元，這簡(jiǎn)化了電氣設(shè)計(jì)和控制。緊跟著每個(gè)ERT單元120、122、l24、l26、1M的是既提供反應(yīng)體積又為所生成的碳提供沉淀地點(diǎn)的除碳室104、106、108、110、112。每個(gè)除碳室用耐火材料做襯里和具有水夾套，并且以連續(xù)地冷卻和除去碳為特征。碳產(chǎn)生后很短時(shí)間內(nèi)就由所述系統(tǒng)的加熱負(fù)荷將其除去，這減少了能量輸入。各個(gè)ERT單元中的每個(gè)加熱區(qū)將向所述系統(tǒng)輸送不同量的熱。再一次，基于設(shè)計(jì)約束條件確定該值。所述最終階段是所述碳/氣體混合物冷卻和分離的地方。在本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案中，所述碳/氣體混合物當(dāng)經(jīng)過(guò)頭尾相接的換熱器時(shí)首先被冷卻。所述產(chǎn)物優(yōu)選在約500°F下離開所述換熱器。然后，所述產(chǎn)物經(jīng)過(guò)相分離器134，例如文丘里洗滌器，在那里加入水136,從而冷卻所述產(chǎn)物并產(chǎn)生漿料。所述碳沉降在所述裝置的底部并作為漿料138排出。在將所述產(chǎn)物碳漿料送去干燥和最后生產(chǎn)碳產(chǎn)物之前可以采樣。離開所述相分離裝置頂部的剩余的氣體包含氬氣產(chǎn)物。表2表明了五段分段式除碳配置的體積流量、熱負(fù)荷、停留時(shí)間、反應(yīng)室出口溫度和出口氣體組成的計(jì)算值。圖2顯示了相關(guān)的平衡曲線和搮作曲線。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>所述分段式除碳配置有幾個(gè)潛在的優(yōu)點(diǎn)可以獲得高的氫氣純度。碳在每個(gè)單獨(dú)的加熱板站之后除去，因此減少了每個(gè)ERT單元需要的熱量輸入。這種具體的配置僅僅由五個(gè)加熱板站組成；這種配置也可以擴(kuò)大為包括六個(gè)或更多的加熱板站。也可以使用更少的加熱板，但是通常會(huì)導(dǎo)致較低的氫氣純度。計(jì)算表明，用五個(gè)站就有可能達(dá)到"％的氫氣純度，如圖2所示。下一個(gè)說(shuō)明性的實(shí)施方案被稱為"循環(huán)配置"并示于圖3。所述循環(huán)配置300基于將反應(yīng)器流出物的一部分返回至所述ERT單元的進(jìn)料端。這使得能夠使用單一加熱區(qū)作為"ERT法的最終階段"運(yùn)行。使用簡(jiǎn)單的ERT設(shè)計(jì)可以獲得希望的結(jié)果。所述循環(huán)配置由ERT單元302、反應(yīng)室304和循環(huán)系統(tǒng)306組成。用該^:計(jì)有可能達(dá)到95.5mo1%的氫氣純度。主要的設(shè)計(jì)約束條件涉及控制離開每個(gè)加熱板站的碳/氣體混合物的溫度。下面是對(duì)根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施方案的循環(huán)配置的描述。所述循環(huán)配置以環(huán)路設(shè)計(jì)為特征。所述天然氣原料308進(jìn)入該系統(tǒng)，優(yōu)選在約90°F下進(jìn)入，并在原料/產(chǎn)物換熱器314的原料側(cè)入口312處注入到所述循環(huán)物流中。所述換熱器314利用所述循環(huán)氣體混合物的熱量來(lái)加熱所述天然氣原料和循環(huán)氣體/循環(huán)混合物，優(yōu)選加熱到約1000°F。所混合的原料進(jìn)入所述ERT單元的第一加熱板316站。離開所述笫一站316時(shí)，所述碳/氣體混合物優(yōu)選升溫至高于1600°F。每個(gè)后續(xù)加熱板站318、320、322逐漸加熱所述碳/氣體混合物至更高的溫度以提高反應(yīng)速率。經(jīng)過(guò)第四個(gè)加熱板站322后，所述碳/氣體混合物優(yōu)選在約2700。F下離開所述ERT單元302并流向所述反應(yīng)室，在那里它自動(dòng)冷卻至約2200。F。在該說(shuō)明性的實(shí)施方案中，所述ERT單元302本身長(zhǎng)l2英尺并由四個(gè)加熱板站316、318、320、322組成，優(yōu)選輸送約80kW的總輸入熱量。所述循環(huán)ERT單元優(yōu)選基本上垂直，以允許所述氣體流經(jīng)ERT單元302以攜帶所述碳，防止或最小化碳在ERT單元302的板或壁上的積累。所述ERT單元302優(yōu)選具有發(fā)生預(yù)熱的第一加熱板站n"發(fā)生所述反應(yīng)的三個(gè)額外的加熱板站318、320、322。第一加熱板站316的首要功能是加熱所述混合氣體原料以提高反應(yīng)速率。由于反應(yīng)速率慢，因此這個(gè)階段產(chǎn)生的碳和氫氣的量最小。因此第一加熱板站316和第二加熱板站318間的間距不需要非常大，然而由于設(shè)計(jì)的約束以及盡力使所述氫氣的純度最高，所述第一和第二板站M6、318間的間距優(yōu)選為中等大。一旦所述碳/氣體混合物達(dá)到高于1500°F的溫度，會(huì)生成顯著量的碳和氫氣因此，其余的加熱板站318、320、322之間優(yōu)選具有更大的間距。優(yōu)選地，每個(gè)加熱板站輸送的熱量不變化；在該具體實(shí)施方案中，預(yù)熱區(qū)和反應(yīng)區(qū)中的每個(gè)加熱板站向所述系統(tǒng)理想地輸送20kW。通過(guò)改變遍及整個(gè)ERT單元302的每個(gè)加熱板站間的板間距，有可能獲得更高的氫氣純度。來(lái)自于所述ERT3(^單元的反應(yīng)混合物流入所述反應(yīng)室304。所述室304增加了獲得高氫氣純度所需的停留時(shí)間。到所述氣體離開所述反應(yīng)室304的時(shí)候，所述碳/氣體混合物的溫度優(yōu)選降至約2200DF。所述碳/氣體混合物然后經(jīng)過(guò)分離器(沒(méi)有用圖表示，但標(biāo)在324處)，在那里分離所述產(chǎn)物物流。在本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施方案中，然后將約40%的產(chǎn)物和混合物輸送到急冷系統(tǒng)326中，在那里將它們冷卻，優(yōu)選用急冷水到約500°F。所述產(chǎn)物然后經(jīng)過(guò)相分離器328，例如文丘里洗滌器，在那里所述碳/氣體混合物通過(guò)與水和碳的循環(huán)漿料接觸被進(jìn)一步冷卻。將補(bǔ)給水330加入到所述相分離系統(tǒng)328中，從而冷卻所述產(chǎn)物并產(chǎn)生漿料。其它兼容的冷卻和分離系統(tǒng)也在本發(fā)明的主旨和范圍內(nèi)。所述產(chǎn)物碳沉降在所述裝置的底部并作為漿料在出口區(qū)域332排出。然后在將所述產(chǎn)物碳漿料送去干燥和生產(chǎn)最終碳產(chǎn)品之前取樣。離開相分離裝置頂部的基本上無(wú)碳的、含有甲烷和氫氣混合物的剩余"凈化氣體"包含氫氣產(chǎn)物。所述剩余的反應(yīng)室流出物的60%是循環(huán)氣。它經(jīng)過(guò)所述原料/產(chǎn)物換熱器314，在那里它被所述原料和循環(huán)混合物物流優(yōu)選冷卻至約900。F。大幅降溫是由于所述產(chǎn)物物流的熱量用來(lái)加熱冷的多(約200。F)的原料物流。然后所述循環(huán)混合物在經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)336之前經(jīng)過(guò)空氣冷卻器334，在那里它優(yōu)選被冷卻至約200°F，其中壓縮機(jī)將所述循環(huán)物流壓縮至需要的原料入口壓力。然后在所述碳/氣體循環(huán)混合物在經(jīng)過(guò)所述壓縮機(jī)336之后，與新鮮的天然氣一起注入。表3表明了四段循環(huán)配置系統(tǒng)的體積、熱負(fù)荷、停留時(shí)間、出口溫度和組成的計(jì)算值。圖4顯示了相關(guān)的平衡曲線和操作曲線。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>所述循環(huán)配置具有幾個(gè)潛在優(yōu)點(diǎn):由于所述氣體混合物在非常高的溫度下進(jìn)入所述ERT單元并且已經(jīng)含有氫氣，因此可以達(dá)到非常高的氫氣純度。所述ERT單元末端的反應(yīng)完成室也有助于可能達(dá)到的高氫氣純度。所述大型反應(yīng)完成室增加了所述系統(tǒng)的停留時(shí)間，即所述反應(yīng)具有更長(zhǎng)的進(jìn)行時(shí)間，從而導(dǎo)致更多的轉(zhuǎn)化。所述ERT單元本身可以是中等尺寸和價(jià)位的。每個(gè)加熱板站輸送的均勻的熱量有助于簡(jiǎn)化電氣控制，并且因此相對(duì)于變化的熱量輸入配置可以降低成本。通過(guò)改變循環(huán)比和總熱量輸入，所述循環(huán)配置可以在寬范圍的希望的出口條件下操作。圖5描述了被稱作"完整常規(guī)配置，，的系統(tǒng)的說(shuō)明性的實(shí)施方案。所述完整常規(guī)配置的特征是單一的、大型ERT單元502和流體或反應(yīng)物或反應(yīng)混合物是單程的，即所述產(chǎn)物不循環(huán)回所述工藝。這種配置基于這樣的概念通過(guò)快速達(dá)到高反應(yīng)溫度(高于2500°F)和盡可能在接近等溫的條件下進(jìn)行大多數(shù)反應(yīng)來(lái)使反應(yīng)時(shí)間最小化，并因此使反應(yīng)體積最小化。用這種具體設(shè)計(jì)有可能達(dá)到97.2mol。/。的氫氣純度。主要的設(shè)計(jì)約束條件涉及離開每個(gè)加熱板站的碳/氣體混合物的溫度。優(yōu)選地，離開每個(gè)加熱板站的碳/氣體混合物的溫度范圍位于進(jìn)入該加熱板站的碳/氣體混合物溫度(約150°F)的小范圍內(nèi)。通過(guò)維持高溫使反應(yīng)速率最大化和停留時(shí)間最小化。整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以相對(duì)簡(jiǎn)單。天然氣原料504進(jìn)入小預(yù)熱器506，優(yōu)選在約90°F下進(jìn)入并優(yōu)選被加熱到約400°F。所述天然氣原料繼續(xù)進(jìn)入所述ERT單元502。所述碳/氣體混合物離開加熱區(qū)508內(nèi)的第一板站時(shí)，優(yōu)選被升溫至高于1000°F。區(qū)508內(nèi)的每個(gè)后續(xù)的加熱板站逐漸加熱所述碳/氣體混合物至2200°F-2500°F的目標(biāo)等溫區(qū)溫度以提高反應(yīng)速率，并從而提高碳和氫氣的生成速率。經(jīng)過(guò)最后的加熱板站之后，所述碳/氣體混合物優(yōu)選在約2600°F下離開所述ERT單元502并流入最終階段。在所述ERT出口和互連管道中提供了適合的達(dá)到近平衡的時(shí)間。所述ERT單元502長(zhǎng)大約40英尺并且由輸送約260kW的總輸入熱量的十六個(gè)加熱板站(未示出)組成。所述完整常規(guī)ERT單元502優(yōu)選是垂直的，以便允許流經(jīng)ERT的所述氣體氣動(dòng)輸送所述碳，防止或最小化碳沉積在板或所述ERT壁上。所述ERT單元優(yōu)選具有四個(gè)區(qū)508、510、512、514，每個(gè)具有四個(gè)加熱板站(未示出)。第一區(qū)508的最主要功能是加熱所述天然氣原料504以提高反應(yīng)速率。由于低溫下反應(yīng)速率慢，因此這個(gè)階段產(chǎn)生的碳和氫氣的量最?。灰虼?，每個(gè)一旦所述碳/氣體混合物達(dá)到高于1500°F的溫度，反應(yīng)速率提高并且生成顯著量的碳和氫氣因此，其余三個(gè)區(qū)510、512、514的每個(gè)加熱板站間的間距比第一區(qū)的大。優(yōu)選地，由每個(gè)加熱板站輸送的熱量在每個(gè)區(qū)內(nèi)保持不變，這允許在所述ERT單元502的設(shè)計(jì)中有一些簡(jiǎn)化。由所述第一區(qū)內(nèi)的每個(gè)加熱板站所輸送的熱量?jī)?yōu)選為30kW。由每個(gè)后續(xù)區(qū)所輸送的總熱負(fù)荷優(yōu)選下降。由第二區(qū)510內(nèi)的每個(gè)加熱板站所輸送的熱量為22.5kW,而第三區(qū)512內(nèi)輸送的熱負(fù)荷為9.5kW。由最終區(qū)514內(nèi)的每個(gè)加熱板站所輸送的熱負(fù)荷僅為2MkW。達(dá)到希望的氫氣和碳的轉(zhuǎn)化必需的反應(yīng)速率和停留時(shí)間取決于，至少部分取決于，加熱板站的間距。優(yōu)選地，所述加熱板站的間距在所述第一區(qū)508之后連續(xù)變化以維持接近等溫的條件。所述最終階段是所述碳/氫氣混合物被冷卻和分離的地方。所述碳/氫氣混合物首先經(jīng)過(guò)注入急冷水518的急冷系統(tǒng)516。所述產(chǎn)物優(yōu)選在約500°F下離開該急冷系統(tǒng)。所述產(chǎn)物然后經(jīng)過(guò)相分離器520，例如文丘里洗滌器，在那里所述碳/氣體混合物通過(guò)與水和碳的循環(huán)漿料接觸被進(jìn)一步冷卻。將補(bǔ)給水522加入到所述相分離器524中，從而冷卻所述產(chǎn)物并產(chǎn)生漿料。所述碳沉降在所述裝置的底部并作為漿料排出。然后可在將所述產(chǎn)物碳漿料送去干燥和生產(chǎn)最終碳產(chǎn)品之前取樣。離開所述相分離裝置的頂部的基本上無(wú)碳的、含有曱烷和氫氣混合物的剩余的"凈化氣體"包含氫氣產(chǎn)物。表4提供了十六段、單程配置的體積、流量、熱負(fù)荷、停留時(shí)間、出口溫度和出口組成的計(jì)算值。圖6顯示了相關(guān)的平衡曲線和操作曲線。表4完整常規(guī)配置<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>所述完整常規(guī)配置具有幾個(gè)潛在優(yōu)點(diǎn)用這種具體設(shè)計(jì)可以達(dá)到非常高的氬氣純度。這種具體系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)有利于高溫和長(zhǎng)停留時(shí)間以獲得高氫氣純度。所述完整常規(guī)配置可以使用接近等溫的高溫以最小化停留時(shí)間。本配置的具體實(shí)施方案需要最少量的設(shè)備。用來(lái)冷卻碳/氣體產(chǎn)物的急冷系統(tǒng)與更復(fù)雜和昂貴的循環(huán)系統(tǒng)相比是相對(duì)便宜的。就每單位量的大規(guī)模工業(yè)方法生產(chǎn)的產(chǎn)物的能量輸入而言，本具體配置的實(shí)施方案是高效的。本發(fā)明可以以多種方式體現(xiàn)，例如，系統(tǒng)、方法、設(shè)備等。能夠由本發(fā)明的實(shí)施方案產(chǎn)生的高等級(jí)熱能可以集成到其它電氣或化學(xué)過(guò)程中。因此，本發(fā)明不限于上面描述的用途。例如，所述流出物可以用作固體氧化物燃料電池的熱源。更進(jìn)一步，所產(chǎn)生的碳可用于多種應(yīng)用。例如，它可用于熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)。MCFC使用由熔融的碳酸鹽組成的電解質(zhì)，其中熔融的碳酸鹽是通過(guò)混合碳或碳前體與鹽而形成的。如上所述，所述ERT裝置可用于烴的熱裂解，其中所述烴例如乙烷、丙烷、丁烷、石腦油或任何能夠蒸發(fā)的烴原料。在說(shuō)明性的實(shí)施例中，使用與圖5中描述的裝置類似的ERT裝置來(lái)熱裂解烴氣體。所述爛原料優(yōu)選被預(yù)熱到約400°F，然后送入所述ERT系統(tǒng)。所述ERT系統(tǒng)產(chǎn)生的熱熱裂解所述烴原料。然后，所述熱裂解的氣體優(yōu)選在離開所述ERT裝置后立即經(jīng)過(guò)急冷系統(tǒng)。然后使用常規(guī)的分離方法分離所得到的裂解氣體產(chǎn)物。可以分離氫氣、曱垸、和多種&、C3、C4、Cs和更重的組分并回收熱量。所分離出的氫氣可以在所述系統(tǒng)中循環(huán)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述熱裂解系統(tǒng)是為比用于脫碳的系統(tǒng)壓力更小、停留時(shí)間更短而設(shè)計(jì)的，和離開所述ERT的氣體的急冷是為了最小的停留時(shí)間而設(shè)計(jì)的，以停止自由基化學(xué)反應(yīng)而非允許所述氣體有額外的時(shí)間如在所述脫碳系統(tǒng)中一樣接近平衡。此外，所述氣體處理時(shí)間-溫度關(guān)系可以在熱裂解模式中進(jìn)行管理以經(jīng)濟(jì)地優(yōu)化裂解氣體產(chǎn)物譜。在熱裂解操作中，可以向所述原料中加入蒸汽，由于蒸汽用來(lái)降低烴分壓，從而提高收率范圍，并且蒸汽可以降低任何生成碳的趨勢(shì)。會(huì)生成最少量的一氧化碳和二氧化碳，但是短停留時(shí)間往往會(huì)妨礙烴原料的大量蒸汽重整。說(shuō)明性的ERT裝置長(zhǎng)約6英尺，具有大約十六個(gè)板，每個(gè)板以約4英寸分開。盡管已經(jīng)通過(guò)說(shuō)明性的實(shí)施方案描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)發(fā)現(xiàn)額外的優(yōu)勢(shì)和修改。因此，本發(fā)明在更廣泛的范圍內(nèi)不限于本文表明和描述的具體細(xì)節(jié)。可以對(duì)例如以下方面進(jìn)行修改而不背離本發(fā)明的主旨和范圍所使用的具體壓力和溫度；板和ERT單元的數(shù)目、尺寸和配置；以及4吏用的冷卻、相分離、洗滌、過(guò)濾和干燥系統(tǒng)的類型。因此，不想將本發(fā)明限制在所述具體的說(shuō)明性的實(shí)施方案中，但是在所描述的發(fā)明全面的主旨和范圍內(nèi)進(jìn)行解釋是等效的。還要指出的是對(duì)所述三個(gè)說(shuō)明性的配置的描述，其本身是所述具體配置的說(shuō)明性的實(shí)施方案。權(quán)利要求1.生產(chǎn)氫氣的方法，包括將烴氣體送入電反應(yīng)工藝系統(tǒng)以將所述烴氣體分解為氫氣和碳固體，所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)加熱區(qū)，其中每個(gè)加熱區(qū)包含一個(gè)或多個(gè)加熱站和每個(gè)加熱站包含一個(gè)或多個(gè)加熱板；使所述氫氣經(jīng)過(guò)所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)后，冷卻所述氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體；使所述氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體流經(jīng)相分離系統(tǒng)以基本上除去所有的碳；和使所述氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體流出所述系統(tǒng)。2.權(quán)利要求1的方法，其中離開所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)的所述氫氣和任何殘留的碳和烴的溫度為約200(TF-約2700°F。3.權(quán)利要求1的方法，還包括利用所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的熱來(lái)加熱所引入的烴氣體原料。4.權(quán)利要求3的方法，其中所述烴氣體原料被所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的熱加熱至約800。F-約1200。F。5.權(quán)利要求3的方法，其中通過(guò)以下步驟利用所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的熱來(lái)加熱所引入的烴氣體原料使所述烴氣體流入換熱器；和使所述加熱的氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體流經(jīng)所述換熱器以加熱額外引入的烴氣體。6.權(quán)利要求1的方法，還包括使所述加熱的氫氣和碳固體流經(jīng)每個(gè)加熱區(qū)之后的除碳部件以除去一些或全部的碳固體。7.權(quán)利要求l的方法，還包括在將所述烴氣體流進(jìn)料至所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)或換熱器之前預(yù)熱所述烴氣體流。8.權(quán)利要求7的方法，其中由所述預(yù)熱步驟流出的所述烴氣體的溫升為約250°F-約600°F。9.權(quán)利要求l的方法，還包括在所述相分離系統(tǒng)中向所述氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體中加入水以產(chǎn)生基本含所有的碳的漿料。10.權(quán)利要求l的方法，還包括將離開所述換熱器的所述加熱的氬氣和任何殘留的碳固體和烴氣體的至少一部分循環(huán)到所述烴氣體流中。11.權(quán)利要求10的方法，其中循環(huán)的氫氣與未循環(huán)的氫氣之比為約2:1-約4:1。12.權(quán)利要求10的方法，包括使所述待循環(huán)的氫氣流經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)。13.權(quán)利要求1的方法，還包括使所述加熱的氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體在離開所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)之后和進(jìn)入所述相分離系統(tǒng)之前流經(jīng)急冷系統(tǒng)。14.權(quán)利要求l的方法，還包括用風(fēng)產(chǎn)生的電向所述系統(tǒng)供電。15.權(quán)利要求l的方法，其中所述烴是曱烷。16.;l5L利要求1的方法，其中一個(gè)或多個(gè)加熱站向所述系統(tǒng)輸送不同的加熱負(fù)荷。17.權(quán)利要求l的方法，其中提供四個(gè)區(qū)。18.權(quán)利要求l的方法，其中至少一個(gè)區(qū)具有四個(gè)板站。19.權(quán)利要求1的方法，其中每個(gè)加熱區(qū)的出口溫度比在所述對(duì)應(yīng)的氫氣出口濃度下的平衡溫度高至少約50F°。20.權(quán)利要求1的方法，其中所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)放置在基本上垂直于水平地面的位置。21.權(quán)利要求1的方法，其中所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)放置在與水平地面基本上水平的位置。22.權(quán)利要求1的方法，其中所述加熱板站之間的間距在所述氣體:^t動(dòng)方向上增力口。23.權(quán)利要求1的方法，其中由每個(gè)加熱站輸送的熱負(fù)荷基本上相等。24.權(quán)利要求1的方法，其中由每個(gè)加熱板站輸送的熱負(fù)荷在每個(gè)區(qū)內(nèi)基本上是不變的。25.權(quán)利要求24的方法，其中由每個(gè)隨后的區(qū)輸送的熱負(fù)荷降低。26.權(quán)利要求l的方法，其中由所有區(qū)輸送的熱負(fù)荷是不變的。27.權(quán)利要求1的方法，其中所述加熱板站的間距在所述第一個(gè)區(qū)之后連續(xù)改變以維持基本上等溫的條件。28.權(quán)利要求1的方法，其中所述加熱板區(qū)之間的溫度變化。29.權(quán)利要求1的方法，其中進(jìn)入加熱板站的流體的溫度和離開加熱板站的流體的溫度間的差為約125F。-約175F°。30.權(quán)利要求1的方法，還包括每個(gè)電反應(yīng)工藝單元之后的一個(gè)或多個(gè)近平衡的達(dá)到區(qū)。31.權(quán)利要求l的方法，還包括使用來(lái)自所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)的產(chǎn)物作為固體氧化物燃料電池的熱源。32.方法，包括根據(jù)權(quán)利要求l產(chǎn)生碳；使用所產(chǎn)生的碳作為熔融碳酸鹽燃料電池的組分；的熱源。33.權(quán)利要求l的方法，其中將氫氣在進(jìn)入所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)之前加入到所述烴氣體中。34.權(quán)利要求l的方法，其中每個(gè)加熱站的停留時(shí)間增加。35.權(quán)利要求l的方法，其中每個(gè)加熱站的停留時(shí)間減少。36.權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)工藝系統(tǒng)的第一段中的每個(gè)加熱站的停留時(shí)間增加，然后剩余的加熱站的停留時(shí)間降低。37.權(quán)利要求l的方法，其中還包括選擇停留時(shí)間以維持基本上等溫的條件。38.生產(chǎn)氫氣的系統(tǒng)，包括具有一個(gè)或多個(gè)加熱區(qū)的電反應(yīng)工藝系統(tǒng)，其中每個(gè)加熱區(qū)包含一個(gè)或多個(gè)加熱站，和每個(gè)加熱站包含一個(gè)或多個(gè)加熱板，隨后是沒(méi)有額外的熱量輸入的最終的近平衡的達(dá)到區(qū)；用于輸入由其生成氫氣的氣體到所述一個(gè)或多個(gè)加熱區(qū)中的第一區(qū)的入口；用于冷卻和除去碳固體的最終站；和氫氣的輸出出口。39.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，還包括在所述加熱區(qū)之后放置的換熱器，以便利用來(lái)自所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)的熱量來(lái)加熱所引入的氣體。40.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，還包括在每個(gè)加熱區(qū)之后的除碳部件以便除去一些或全部碳固體。41.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，還包括在所述入口之后和所述第一加熱區(qū)之前放置的預(yù)熱器。42.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，還包括循環(huán)裝置以便將離開所述換熱器的所述加熱的氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體的至少一部分循環(huán)到所述烴氣體流中。43.權(quán)利要求42的系統(tǒng)，還包括在所述系統(tǒng)內(nèi)放置的循環(huán)壓縮機(jī)，以便使循環(huán)的氫氣在與所述輸入氣體混合前經(jīng)過(guò)該循環(huán)壓縮機(jī)。44.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，還包括風(fēng)力發(fā)電源。45.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)加熱站向所述系統(tǒng)輸送不同的加熱負(fù)荷。46.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，47.權(quán)利要求38的系統(tǒng)48.權(quán)利要求38的系統(tǒng)上垂直于水平地面的位置。49.權(quán)利要求38的系統(tǒng)氣體流動(dòng)方向上增加。包括四個(gè)加熱區(qū)。對(duì)于至少一個(gè)區(qū)包括四個(gè)加熱板。其中所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)放置在基本其中所述加熱板站之間的間距在所述50.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，其中由每個(gè)加熱板站輸送的熱負(fù)荷基本上相等。51.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，其中由每個(gè)加熱板站輸送的熱負(fù)荷在每個(gè)區(qū)內(nèi)基本上是不變的。52.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，其中由每個(gè)隨后的區(qū)輸送的熱負(fù)荷降低。53.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，其中所述加熱板站的間距在所述第一個(gè)區(qū)之后連續(xù)改變以通過(guò)控制反應(yīng)速率和反應(yīng)量來(lái)維持基本上等溫的條件。54.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，其中加熱板區(qū)之間的溫度變化。55.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，包括第二入口以將第二氣體在進(jìn)入所述第一區(qū)內(nèi)之前引入到所述第一氣流中。56.熱分解方法，包括的氣體產(chǎn)物，所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)加熱區(qū)，其中每個(gè)加熱區(qū)包含一個(gè)或多個(gè)加熱站和每個(gè)加熱站包含一個(gè)或多個(gè)加熱板；急冷所述裂化的氣體產(chǎn)物；和分離所述裂化的氣體產(chǎn)物。其中從所述裂化產(chǎn)物中分離出乙烯。其中從所述裂化產(chǎn)物中分離出乙炔。其中從所述裂化產(chǎn)物中分離出丙烯。分離所述裂化的氣體產(chǎn)物之后，將氫57.58.59.60.權(quán)利要求56的方法:權(quán)利要求56的方法:權(quán)利要求56的方法,權(quán)利要求56的方法:氣循環(huán)到所述工藝中。61.權(quán)利要求56的方法:以蒸發(fā)的烴。62.權(quán)利要求56的方法:丁烷、石腦油和瓦^(guò)f油。63.權(quán)利要求56的方法,中之前向該原料中加入蒸汽。其中所述烴原料氣包含一種或多種可其中所述烴原料氣選自乙烷、丙烷、其中在原料進(jìn)入所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)全文摘要公開了生產(chǎn)氫氣的方法和裝置，其中將烴氣體送入電反應(yīng)工藝系統(tǒng)中以將烴氣體分解為氫氣和碳固體。所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)加熱區(qū)，其中每個(gè)加熱區(qū)包含一個(gè)或多個(gè)加熱站，和每個(gè)加熱站包含一個(gè)或多個(gè)加熱板，隨后是沒(méi)有額外的熱量輸入的最終的近平衡的達(dá)到區(qū)。所述氫氣經(jīng)過(guò)所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)后，冷卻所述氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體。所述氫氣和任何殘留的碳固體和烴氣體流經(jīng)洗滌器、過(guò)濾器、干燥器或其它相分離系統(tǒng)以基本上除去所有的碳，留下氫氣產(chǎn)物。所述電反應(yīng)工藝系統(tǒng)也可以用來(lái)熱分解烴。文檔編號(hào)B01J7/00GK101421031SQ200780012831公開日2009年4月29日申請(qǐng)日期2007年2月14日優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日發(fā)明者B·P·恩尼斯申請(qǐng)人:Egt企業(yè)公司