克瓦纳过程

克瓦纳过程（英语：Kværner process），或称为克瓦纳碳黑和氢气过程（英语：Kværner carbon black and hydrogen process；简称CB&H），是一种从碳氢化合物（如甲烷、天然气或生物燃气等）生产碳黑和氢气的过程，该过程无温室气体产生。该过程系由挪威工程公司克瓦纳（英语：Kværner）于1980年代研发，并于1999年首度进行商业化^[2]。经改进的克瓦纳过程可在低成本下增加甲烷热解处理量。

经由克瓦纳过程进行原油热解所产生的碳纳米锥（英语：Carbon nanocone）（最大粒径1微米）SEM影像。^[1]

该过程在1600°C的等离子燃烧炉中经吸热反应将碳氢化合物分解为碳和氢；碳粒和氢气形成气溶胶型态的混合物^[3]。

${\displaystyle {\ce {C_{\mathit {n}}H_{\mathit {m}}->{{\mathit {n}}C}+{\frac {\mathit {m}}{2}}H2}}}$

相较于蒸汽重组和部分氧化（英语：Partial oxidation）等过程会产生副产物二氧化碳，克瓦纳过程没有副产物。天然气被有效率且完全地转化为纯碳和氢，过程中不释放二氧化碳至大气中。分离混合物后，碳粒可用做活性碳、石墨、工业尘灰或特规碳材（如碳盘和碳锥）等。碳以黑色粉粒被收集，并可衍伸应用在橡胶填料、油墨和油漆的颜料尘灰、或用作电气组件的原料。氢气则可提供化工程序使用或者用于发电^[4]。过程输入的能量有48%用于生产氢气，40%用于生产活性碳，而10%用于产生过热蒸汽^[5]。基于等离子气化（英语：Plasma gasification）的衍伸制程于2009年被提出；甲烷和天然气在等离子转化反应器中被转化为氢气、热和碳^[6]。

相关条目

• 氢气生产（英语：Hydrogen production）
• 甲烷热解
• 再生能源
• 电弧

参考文献

1. Naess, Stine Nalum; Elgsaeter, Arnljot; Helgesen, Geir; Knudsen, Kenneth D. Carbon nanocones: wall structure and morphology. Science and Technology of Advanced Materials. 29 December 2009, 10 (6): 065002. PMC 5074450 . PMID 27877312. doi:10.1088/1468-6996/10/6/065002.
2. Bellona Report 6:02, "Hydrogen - Status and possibilities" Hydrogen technologies. Interstate Traveler Company. Bellona Foundation. [13 March 2014]. （原始内容存档于2016-06-03）.
3. Kuehl, Olaf. US 9,309,125 B2 - PROCESS AND SYSTEM FOR GENERATING SYNTHESIS GAS - Caphenia / CCP Technology Description [0048]. worldwide.espacenet.com. European Patent Office EPO. 2016 [2019-11-28].
4. Kuehl, Olaf. US 10166521 B2 - Process and system for conversion of carbon dioxide to carbon monixide - Caphenia / CCP Technology - Description. worldwide.espacenet.com. European Patent Office EPO. 2019 [2019-11-28].
5. hfpeurope.org^{[失效链接]}
6. Hydrogen Breakthrough for Norwegian company. FuelCellsWorks. 12 October 2009 [13 March 2014]. （原始内容存档于13 March 2014）.