как из углекислого газа получить сажу?

Горят в углекислом газе лишь такие вещества, сродство которых к кислороду значительно больше, чем у углерода. Примером может служить металлический магний, при 600°С загорающийся в углекислом газе и сгорающий по уравнению:

CO2 + 2Mg = 2MgO + C

Пиролиз углеводородного сырья осуществляется в жидком теплоносителе либо в кипящем слое твердых частиц. При этом природный газ (метан) разлагается по реакции СН4 = С + 2Н2. Способ отличается от существующего процесса тем что отсутствует цикл очистки от диоксида углерода. При пароводяной конверсии метана общая реакция протекает по сведущему равенству СН4 + 2Н2О = СО2 + 4Н2, в данном случае необходимо отделение углекислого газа от водорода, что усложняет и удорожает установку в целом. Также пиролиз метана энергетически более выгоден чем пароводяная конверсия, на 10 – 15 %. Что также позволяет уменьшить себестоимость получаемого водорода и сажи. В процессе пароводяной конверсии в атмосферу выделяется углекислый газ который является побочным продуктом в данной технологии, у нашем случае при пиролизе природного газа происходит разделение фракций на газообразную (водород) и твердую (сажа) , отделить газ от частиц значительно проще чем разделить 2 газа.
Очистка водорода от сажи осуществляется в циклоне, дополнительная очистка может осуществляться в фильтрационной установке. Побочным продуктом является сажа (технический углерод) , который может также выступать товарной продукцией.
Разрабатываются модульные энергонезависимые установки на основе печи пиролиза с утилизацией получаемого газа, водород, в мотор – генераторе с выработкой энергии на проведение процесса пиролиза

Рассматривается 2 основных варианта проекта:

А) Пиролиз природного газа с получением электроэнергия извне. Целевые продукты: водород с чистотой 98 % без системы доочистки и сажа. Из 1 кг метана получается 250 г водорода и 750 сажи. Затрачивается 3,2 кВт/кг исходного газа. Без учета рекуперации тепла.

Б) Энергозамкнутое производство. Получаемый водород используется в мотор генераторе для получения электроэнергии для процесса пиролиза. Себестоимость сажи (без учета налогов) 7 – 8 р/кг в зависимости от объемов производства.