克瓦納過程(英語:Kværner process),或稱為克瓦納碳黑和氫氣過程(英語:Kværner carbon black and hydrogen process;簡稱CB&H),是一種從碳氫化合物(如甲烷天然氣生物燃氣等)生產碳黑氫氣的過程,該過程無溫室氣體產生。該過程係由挪威工程公司克瓦納英語Kværner於1980年代研發,並於1999年首度進行商業化[2]。經改進的克瓦納過程可在低成本下增加甲烷熱解處理量。

經由克瓦納過程進行原油熱解所產生的碳納米錐英語Carbon nanocone(最大粒徑1微米)SEM影像。[1]

該過程在1600°C的等離子燃燒爐中經吸熱反應將碳氫化合物分解為碳和氫;碳粒和氫氣形成氣溶膠型態的混合物[3]

相較於蒸汽重組部分氧化英語Partial oxidation等過程會產生副產物二氧化碳,克瓦納過程沒有副產物。天然氣被有效率且完全地轉化為純碳和氫,過程中不釋放二氧化碳至大氣中。分離混合物後,碳粒可用做活性碳石墨、工業塵灰或特規碳材(如碳盤和碳錐)等。碳以黑色粉粒被收集,並可衍伸應用在橡膠填料、油墨和油漆的顏料塵灰、或用作電氣組件的原料。氫氣則可提供化工程序使用或者用於發電[4]。過程輸入的能量有48%用於生產氫氣,40%用於生產活性碳,而10%用於產生過熱蒸汽[5]。基於等離子氣化英語Plasma gasification的衍伸製程於2009年被提出;甲烷和天然氣在等離子轉化反應器中被轉化為氫氣、熱和碳[6]

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參考文獻

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  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]. (原始內容存檔於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[失效連結]
  6. ^ Hydrogen Breakthrough for Norwegian company. FuelCellsWorks. 12 October 2009 [13 March 2014]. (原始內容存檔於13 March 2014).