Водород из метана, воды и органики

Чистый водород без примесей в природе почти не встречается, но в промышленности нужен часто. Больше всего водорода особой чистоты потребляют пищепром и химпром. Газ актуален для очистки металлов, для производства метанола, пластмасс, мыла. Ученые не дремлют, благодаря чему появляются другие способы производства гидрогена, актуальные не только для промышленных условий, но и для малых предприятий.

Для получения гидрогена сегодня уже известно более ста различных способов. Некоторые из них существуют пока только в теории, остальные освоены и используются на производствах. Различаются технологии выбором оборудования и исходного сырья.

При помощи парового риформинга природного газа производят сегодня почти половину водорода. Для этого берут три основных продукта: метан, кислород, водяной пар, которые смешивают в определенных соотношениях. Химическая реакция идет при высокой температуре, достигнутой в процессе сгорания метана в кислороде. Оставшийся природный газ вступает в реакцию с паром, в результате чего образуется сажа — окись углерода и водород. Методика простая и недорогая, потому наиболее востребованная.

Преимуществом этого способа является возможность использования сточных и дождевых вод. На выходе получают очень чистый гидроген и кислород, который тоже важен для многих процессов. В частности, О2 используют в медицине, для сварки и резки металлов. Воды же требуется много, но пока еще этот ресурс возобновляемый, электролиз воды для получения водорода стоит на втором месте по популярности.

Третий способ получения водорода — крекинг метана с распадом его на углерод и водород. Простейший углеводород сжижают и нагревают до температуры свыше 1400 °C. Этот процесс обеспечивает разложение метана на водород и карбон. Природного газа в России много, крекинг — способ относительно дешевый, но не безопасный. Оборудование же для крекинга стоит достаточно дорого, малым производствам оно не по карману.

Последняя из самых востребованных методик — пиролиз органики. Под этим термином подразумевается разложение органических веществ методом воздействия высоких температур. Сырьем в данном случае служат пищевые и сельскохозяйственные отходы, птичий помет, навоз, некоторые культуры, которые специально выращивают в качестве биомассы. При термической обработке этих продуктов образуется газ, состоящий из метана и двуокиси углерода. Из полученного метана одним из описанных выше способов производят водород.