The simultaneous synthesis of hydrogen-rich gas and oxidation of fine metal particles in water vapour plasma

Abstract

Atmospheric pressure water vapor plasma technology was developed, tested and implemented for the experimental research of fuel conversion processes. The present study offers a methodology for production of hydrogen-rich gas and additional deposition of small metal oxide dispersed particles by the employment of nonequilibrium water vapour arc plasma at atmospheric pressure. The results of the present study enables constructing a specific device which allows a highly efficient production of the synthetic gas containing an increased amount of hydrogen and its use in the production of second generation fuels. The injection of copper dispersed particles causes the oxidation and removal of dissociated oxygen and simultaneous synthesis of fine particles. The relation between the yield of hydrogen in an exhaust gaseous product, the arc current, particle material, and water vapor flow rate in the plasma torch was determined.

Разработана, испытана и внедрена плазменная технология атмосферного давления водяного пара для экспериментального исследования процессов преобразования топлив. Данное исследование представляет метод для производства обогащенного водородом синтез-газа, а также одновременное осаждение дисперсных частиц окиси металла при использовании атмосферного давления неравновесной электродуговой плазмы водяного пара. Результаты исследования позволяют создать установку для высокоэффективного производства синтетического газа, содержащего повышенное количество водорода, для его использования в производстве второго поколения топлив. Исследования показали, что введение в плазменный поток дисперсных частиц меди вызывает их окисление и удаление диссоциированного кислорода. Установлено, что существует связь между выходом водорода в выхлопных газах, силой тока дуги, материалом частиц и паров, расходом потока через плазмотрон.

Розроблена, випробувана і впроваджена плазмова технологія атмосферного тиску водяної пари для експериментального дослідження процесів перетворення палива. Дане дослідження представляє метод для виробництва збагаченого воднем синтез-газу, а також одночасне осадження дисперсних частинок окису металу при використанні атмосферного тиску нерівноважної електродугової плазми водяної пари. Результати дослідження дозволяють створити обладняння для високоефективного виробництва синтетичного газу, що містить підвищену кількість водню, для використання його у виробництві другого покоління палив. Дослідження показали, що введення в плазмовий потік дисперсних частинок міді викликає їх окислення та видалення дисоційованого кисню. Встановлено, що існує зв'язок між виходом водню у вихлопних газах, силою струму дуги, матеріалом частинок і парів, витратами потоку через плазмотрон.