СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА ВОДОРОДОМ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК C01B3/50 C01B3/26 B01J19/08 

Изобретение относится к технологии производства водородосодержащих газов и может быть использовано в теплоэнергетике, использующей природный газ (ПГ) в качестве бездымного топлива и выделенный углерод в химической и металлургической промышленности, а также к сжижению для моторного топлива.

Известен способ производства топлива, обогащённого водородом, характеризующийся наличием потока метанового газа, использованием катализатора, нагреванием катализатора с помощью микроволнового излучения, подачей метанового газа на катализатор и контролем потока метанового газа и мощности микроволнового излучения. (Патент RU 2423176 C2. Способ получения обогащённого водородом топлива посредством разложения метана на катализаторе при микроволновом воздействии. - МПК: B01J 19/08, B01J 8/06, C10L 3/06. - Опубл. 10.07.2011).

Известен способ получения водородсодержащего газа, включающий подачу парометановой смеси в межтрубное пространство коаксиального смесителя, установленного на верхнем корпусе реактора, подвод паровоздушной смеси в центральную трубу, а также подвод зажигания в камеру окисления метана верхнего корпуса реактора, в которой осуществляется реакция горения метана над верхним подслоем катализатора, причем образующийся в результате реакции поток реагентов поступает на смешение с дополнительным объемом метана, происходящее в свободном пространстве между верхним корпусом реактора и нижним корпусом реактора, при этом подвод метана выполняют с поддержанием содержания метана перед нижним слоем катализатора в диапазоне от 0,1 до 0,25 от объемного содержания водяного пара, смешанный поток реагентов и метана поступает в нижний подслой катализатора конверсии метана нижнего корпуса реактора, посредством которого осуществляется проведение дополнительной реакции конверсии метана за счет физического тепла газовой смеси потока реагентов и из которого осуществляется вывод продукционного газа через выпускной патрубок.

Известен аппарат для получения водородсодержащего газа, содержащий верхний корпус реактора с камерой окисления, нижний корпус реактора с камерой смешения, сообщающиеся через соединительную камеру, покрытые футеровкой на внутренних стенках, коаксиальный смеситель и центральную трубу, образующие межтрубное пространство коаксиального смесителя, канал подачи парометановой смеси, направляемой в межтрубное пространство коаксиального смесителя, канал подачи паровоздушной смеси, направляемой в центральную трубу, подвод зажигания к свече зажигания, размещенной на нижнем срезе центральной трубы, выходящей во внутреннее пространство верхнего корпуса, канал подачи метана в нижнем корпусе, выпускной патрубок внизу нижнего корпуса, соединенный с выводом продукционного газа, корпус каждого реактора включает в себя последовательно расположенные защитные шары, подслой катализатора, свод огнеупорных кирпичей, опирающиеся через опорные шары на опорную решетку, причем катализатор опирается на свод из огнеупорных кирпичей, имеющих отверстия для прохода газа, которые перекрываются корундовыми шарами, предохраняющими от просыпания катализатора и уменьшающими сопротивление для прохода газа через свод. (Патент RU 2 674 971 С1. Аппарат и способ получения водородсодержащего газа. - МПК: C01B 3/50. - Опубл. 13.12.2018).

Известно устройство для получения углерода и водорода из углеводородного газа, включающее проточный реактор, содержащий продолговатую цилиндрическую камеру из кварцевого стекла, заполненную газопроницаемым электропроводящим веществом-инициатором, выбранным из группы: железо, никель, молибден, никелид титана, снабженный концентратором сверхвысокочастотного электромагнитного поля, изготовленным из отрезков вольфрамовой микропроволоки, раздельными входом углеводородного газа и выходом углерода и водорода, и помещенный в сверхвысокочастотный волновод, соединенный элементами связи с источником энергии сверхвысокочастотного электромагнитного поля. Камера реактора размещена в цилиндрическом сверхвысокочастотном волноводе вдоль его оси. Концентратор отделен от камеры нерадиопрозрачной газопроницаемой перегородкой, выполненной в виде металлической сетки из нержавеющей проволоки. Источник энергии сверхвысокочастотного электромагнитного поля выполнен в виде двух несвязанных между собой генераторов сверхвысокочастотного электромагнитного излучения, один из которых соединен с волноводом элементами связи, выполненными в виде коаксиально-волноводного перехода пуговичного типа, а другой генератор - с концентратором сверхвысокочастотного электромагнитного поля. Выход газа выполнен в нижней части сверхвысокочастотного волновода вблизи металлической сетки из нержавеющей проволоки, а между стенками камеры и сверхвысокочастотного волновода выполнен зазор для прохождения углеводородного газа из входа газа в верхней части камеры реактора. (Патент RU 2390493 C1. Устройство для получения углерода и водорода из углеводородного газа. - МПК: С01В 3/02, С01В 3/26, B82B 3/00. - Опубл. 27.05.2010).

Известно устройство для получения метано-водородного топлива из углеводородного газа, содержащее источник СВЧ-излучения, соединенный с проточным реактором, включающим плазмотрон с разрядной камерой, ввод природного газа, блоки вывода метано-водородной смеси и углерода из реактора, блок очистки метано-водородной смеси от углерода, блок регулирования расхода газа, блок управления мощностью СВЧ-излучения, блок регулирования концентрации водорода в метано-водородной смеси, выполненный в виде газоанализатора и управляемого сопла, установленного в стенке разрядной камеры, и автоматизированная система управления, соединенная с блоками регулирования расхода газа, управления мощностью СВЧ-излучения и концентрации водорода в метано-водородной смеси. (Патент RU 2755267 С1. Устройство для получения метано-водородного топлива из углеводородного газа. - МПК: B01J 19/24, C01B 3/50. - Опубл. 14.09.2021).

Известен способ переработки природного газа, заключающийся в том, что природный газ подвергают паровому риформингу при повышенных температуре и давлении с образованием влажного конвертированного газа с температурой 860-830°С и давлением 20-30 атм, затем полученный влажный конвертированный газ подвергают охлаждению до температуры 360-450°С и разделяют на два потока газа, первый из которых направляют последовательно на стадию конверсии оксида углерода, стадию охлаждения и стадию короткоцикловой адсорбции с выделением целевого водорода и газовой фазы, направляемой на паровой риформинг в качестве топлива, а второй поток газа после охлаждения до температуры 30-40°С и выделения влаги направляют либо на стадию получения метанола, либо на стадию получения синтетических жидких углеводородов, причем в случае получения метанола второй поток газа предварительно подвергают компрессии до 50,0-90 атм., при этом первый поток газа перед направлением на стадию конверсии оксида углерода смешивают с отбросным газом процесса получения метанола с обеспечением объемного соотношения в образованной смеси водяного пара и газа не менее 0,6, а в случае получения синтетических жидких углеводородов второй поток газа подвергают синтезу Фишера-Тропша на кобальтовом катализаторе, при этом первый поток газа перед направлением на стадию конверсии оксида углерода смешивают с отбросным газом синтеза Фишера-Тропша с обеспечением объемного соотношения в образованной смеси водяного пара и газа не менее 0,6, причем разделение исходного потока конвертированного газа на два потока газа производят в объемном соотношении первый поток газа ко второму потоку газа в случае получения метанола 1:0,33-0,43, а в случае получения синтетических жидких углеводородов 1:0,21 для исключения образования твердого углерода в процессе конверсии оксида углерода. (Патент RU 2783827 C1. Способ переработки природного газа. - МПК: С01В 3/38, С01В 3/24, С07С 31/40, С07С 1/02. - Опубл. 18.11.2022).

Известен способ получения водородсодержащего газа из природного газа и перегретого пара, который осуществляют в три этапа: на первом этапе перегретый пар высокого давления смешивают с природным газом при 2,5-3 МПа, при весовом соотношении пара и природного газа 7:1, полученную парометановую смесь нагревают до температуры 500-550°С теплом уходящих газов газовой турбины, подают в адиабатический каталитический реактор, производят паровую каталитическую конверсию метана в никелевом катализаторе, с образованием в каталитическом реакторе парометаново-водородной смеси, содержащей до 5% доли водорода; на втором этапе эту смесь и закрученный поток сжатого воздуха подают в форкамеру, в горелку подают топливный природный газ, полученную «богатую» топливно-воздушную смесь сжигают при коэффициенте избытка воздуха 0,6-0,7, повышая температуру продуктов сгорания до 1300-1350°С и увеличивая долю водорода до 15-20% вследствие высокотемпературной паровой конверсии метана; на третьем этапе в камере дожигания сжигают «бедную» топливно-воздушную смесь при коэффициенте избытка воздуха 1,5-2,5 и повышают долю водорода в продуктах сгорания выше 20%, в ее продукты сгорания подают разбавляющий сжатый воздух и снижают до требуемой температуру газа перед газовой турбиной.

Устройство для реализации данного способа содержит камеру сгорания, адиабатический каталитический реактор, газопровод топливного газа, трубопровод парометановой смеси. Камера сгорания снабжена форкамерой и камерой дожигания, устройство управления, поворотные лопатки, полые завихривающие лопатки с отверстиями, регулирующий клапан. Поворотные лопатки и регулирующий клапан связаны импульсными линиями с устройством управления. Поворотные лопатки и полые завихривающие лопатки с отверстиями установлены перед форкамерой, в которой установлены горелка и импульсная свеча зажигания. Форкамера снабжена охлаждающей рубашкой, содержащей адиабатический каталитический реактор с никелевым катализатором. Форкамера и камера дожигания установлены соосно с воздушным зазором между ними. Вход камеры сгорания связан с компрессором, выход камеры сгорания соединен с газовой турбиной. Вход охлаждающей рубашки форкамеры соединен с трубопроводом парометановой смеси, а ее выход с входом в форкамеру. Газопровод топливного газа связан с горелкой через регулирующий клапан. (Патент RU 2740755 C1. Способ получения водородсодержащего газа из природного газа и перегретого пара и устройство для его осуществления. - МПК: С01В 3/02, С01В 3/32, С01В 3/38, B01J 7/00. - Опубл. 20.01.2021).

Недостатком известных технических решений является высокие затраты на получение водородсодержащего энергоносителя из природного газа и сложность конструкции устройства для его получения.

Основной задачей предлагаемого технического решения является получение более экологичного водородосодержащего газа, уменьшающее эмиссию углекислого газа при его сжигании, выбрасываемого в атмосферу, путём получения водорода из природного газа для обогащения им газового топлива, и упрощение конструкции аппаратного обеспечения технологии его получения.

Технический результат - повышение экологичности сжигания природного газа путём уменьшения концентрации диоксида углерода СО₂ в дымовых газах котлов, промышленных печей, работающих на природном газе, и упрощение конструкции устройства обогащения природного газа водородом.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе обогащения природного газа водородом, включающий пиролиз природного газа с разделением на водородную и углеродную составляющие, закалку газов с утилизацией тепла, осаждение и удаление углеродной составляющей газа, а водородную составляющую смешивают с неразложившейся частью природного газа, согласно предложенному техническому решению,

поступающий поток природного газа делят на две части в заданном соотношении, одну из которых подвергают пиролизу при температуре 1300…1500°С в течение 0,01…0,05 с. путём смешения её с продуктами сгорания природного газа с окислителем в стехиометрическом соотношении струйчатой подачей с температурой 1600°С в поток природного газа, нагреваемого конвективным теплообменом и излучением тепла от стенки продолговатой полости тигля, нагретой сжиганием природного газа с окислителем, вызывающей турбулентность течения газовой смеси, интенсифицирующая расщепление природного газа на водородную и углеродную составляющие, которые подают на коалесценцию углерода из углеродной составляющей с одновременной струйчатой подачей химически очищенной воды, создающие с периодической частотой пульсирующие завихрения газовой смеси, вызывающие акустические волны, интенсифицирующие процесс коалесценции углерода, затем осуществляют закалку газов впрыскиванием холодной воды с коагуляцией углерода в хлопьевидный осадок, который под воздействием гравитационных сил оседает в зоне сажеулавливания реактора, из которой удаляют тепло с нагретой водой, а смесь водородной составляющей с неразложившимся остатком природного газа образуют водородосодержащую смесь, которую дополнительно охлаждают путём смешения с другой частью природного газа, получая обогащённый водородом природный газ, который затем очищают от взвешенных примесей и направляют по назначению;

в качестве окислителя используют оксид азота;

хлопьевидный осадок углерода дополнительно гранулируют и направляют потребителю.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для осуществления способа обогащения природного газа водородом, содержащей адиабатический каталитический реактор пиролиза углеводородного сырья, на корпусе которого помещён сообщающийся с ним тигель, снабжённый крышкой с опущенным через неё концом керамической трубки для подачи части углеводородного сырья, согласно предложенному техническому решению,

полость адиабатического каталитического реактора, сообщающаяся с выходом из полости тигля, выполнена с диаметром, большим внутреннего диаметра полости тигля, корпус которого снабжён: форсункой струйчатой подачи химически очищенной воды в зону коалесценции углерода, форсункой впрыскивания холодной воды в закалочную зону газов с коагуляцией углерода в хлопьевидный осадок, патрубком отвода тепла с горячей водой из зоны сажеулавливания, и приёмник с жалюзи приёма и удаления хлопьевидного осадка, при этом через стенку корпуса реактора проведена коленообразная труба для отвода образовавшейся водородосодержащей смеси с неразложившимся остатком природного газа из зоны сажеулавливания в смеситель газа для охлаждения и смешения с остальной частью исходного природного газа, последовательно соединённым трубопроводами с циклоном и фильтром тонкой очистки газа от примесей;

тигель выполнен прямоточным из пористого огнеупорного материала, закреплённого термостойкой сеткой, расположенных между корпусом и со стенкой пиролизной полости тигля, с образованием между корпусом и термостойкой сеткой кольцевой полости для сжигания природного газа с окислителем с возможностью протекания пламени вдоль кольцевой полости и нагрева стенки пиролизной полости тигля, выполненной в виде продолговатого цилиндра с радиальными каналами для струйчатой подачи продуктов сгорания природного газа с окислителем в пиролизную полость путём перетекания из кольцевой полости через термостойкую сетку и поры огнеупорного материала;

в качестве пористого огнеупорного материала используется пенодинас или пеношамот.

Заявляемый способ обогащения природного газа водородом и установка для его осуществления могут быть использованы в теплоэнергетике, использующей природный газ в качестве топлива, с меньшим выбросом диоксида углерода CO₂ в окружающую среду, а также в химической и металлургической промышленности, в том числе при подготовке газа к сжижению в качестве моторного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Следовательно, заявляемые технические решения соответствуют условию патентоспособности «промышленная применимость».

На фиг. 1 показана схема установки для обогащения природного газа водородом.

Сущность способа обогащения природного газа (ПГ) водородом заключается в переработке одной части природного газа в водородосодержащую смесь с последующим смешением её с другой частью природного газа. Для этого в продолговатую полость тигля вводят определённую часть ПГ и подвергают пиролизу при температуре 1300…1500 °С в течение 0,01…0,05 с., полученной от конвективного теплообмена излучением тепла от нагретой стенки полости тигля от сжигания ПГ с окислителем в полости, охватывающих тигель, и струйчатой подачей горячих продуктов сгорания ПГ с окислителем, например, оксида азота N₂O, с температурой 1600°С в стехиометрическом соотношении, вызывающей турбулентность течения газовой смеси, интенсифицирующая расщепление природного газа на водородную и углеродную составляющие, которые поступают на коалесценцию углерода С с одновременной струйчатой подачей химически очищенной воды, создающей с периодической частотой пульсирующие завихрения газовой смеси, вызывающие акустические волны, интенсифицирующие процесс коалесценции углерода с понижением температуры до 800°С, с выделением тепла J, СН4 → С + 2Н2 - J. Затем выполняют закалку углерода С при температуре 500…600°С в течение 0,2…1,0 с. посредством впрыскивания холодной воды, вызывающий коагуляцию углерода С с переходом его в хлопьевидный осадок, который оседает под воздействием гравитационных сил и дополнительно гранулируют и направляют в производство, а тепло J удаляют с паром и нагретой водой с меньшей теплоотдачей. Образовавшую водородосодержащую смесь дополнительно охлаждают до температуры не выше 250°С путём смешивания с остальной частью исходного ПГ в заданном объёмном соотношении от 25 до 75 % смеси в ПГ, увеличивая в ПГ долю водорода Н, который затем очищают от взвешенных примесей и направляют по назначению.

Установка для осуществления способа обогащения природного газа (ПГ) водородом содержит адиабатический каталитический реактор 1, на торце корпуса которого установлен сообщающийся с ним тигель 2, закрытый крышкой 3 с опущенным через неё концом керамической трубки 4 для подачи части ПГ в пиролизную полость 5 тигля 2. (Фиг. 1). Пиролизная полость 5 выполнена в виде продолговатого цилиндра с радиальными каналами 6 в стенке 7 для струйчатой подачи продуктов сгорания ПГ с окислителем в поток части ПГ, протекающий вдоль прямоточной пиролизной полости 5. Тигель 2 выполнен из пористого огнеупорного материала 8, например, пенодинаса или пеношамота с огнеупорностью 1680 - 1700°С, закреплённого термостойкой сеткой 9, расположенных между корпусом 10 и стенкой 7 пиролизной полости 5 тигля 2, с образованием между корпусом 10 и термостойкой сеткой 9 кольцевой полости 11 для сжигания ПГ с окислителем с возможностью протекания пламени вдоль кольцевой полости 11 и нагрева стенки 7 пиролизной полости 5 тигля 2, путём перетекания из кольцевой полости 11 через термостойкую сетку 9 и поры огнеупорного материала 8. Корпус 10 тигля 2 снабжён патрубком 12 для подачи ПГ с окислителем в кольцевую полость 11. Пиролизная полость 5 тигля 2 сообщается с полостью реактора 1, выполненным с диаметром, большим диаметра полости 5 тигля 2. Площадь поперечного сечения полости реактора 1 в 3 и более раза больше, чем площадь внутреннего сечения полости 5 тигля 2. В верхней части полости реактора 1 расположена зона 13 коалесценции углерода С из природного газа с форсункой 14 струйчатой подачи химически очищенной воды. Зона 13 коалесценции углерода сообщается с зоной 15 закалки газов пиролиза и коагуляции углерода С в хлопьевидный осадок, снабжённой форсункой 16 впрыскивания охлаждаемой воды, которая, в свою очередь, сообщается с зоной сажеулавливания 17, выполненную с патрубком 18 отвода тепла нагретой водой. В основании полости реактора 1 выполнен накопитель 19 с жалюзи 20 приёма и удаления хлопьевидного осадка углерода С на гранулирование для производства, например, резины. В стенке реактора 1 на уровне зоны сажеулавливания 17 установлена коленообразная труба 21 для отвода водородной составляющей части с неразложившимся остатком ПГ для охлаждения остальной частью потока ПГ в смесителе 22, соединённым трубопроводом 23 с циклоном 24, соединённым трубопроводом 25 с фильтром 26 тонкой очистки газа от примесей, последний соединён с трубопроводом 27 подачи обогащённого водородом ПГ потребителям. Циклон 24 снабжён шибером 28.

Установка для осуществления способа обогащения природного газа водородом работает следующим образом.

В кольцевую полость 11 тигля 2 по патрубку 13 подаётся природный газ (ПГ) с оксидом азота N₂O, в качестве окислителя, в стехиометрическом соотношении, которую воспламеняют и пламя горения ПГ с окислителем продвигаясь вниз по кольцевой полости 11 продуктами сгорания ПГ и окислителя перетекают через термостойкую сетку 9, поры огнеупорного материала 8 и радиальные каналы 6 в стенке 7 струйчатым потоком перетекают в зону пиролиза природного газа в полости 5 тигля 2 с температурой до 1600°С. При этом по керамической трубке 4 через крышку 3 в полость 5 тигля 2 подают определённую часть потока ПГ, которая протекая через продолговатую полость 5 тигля 2 в течение 0,01…0,05 с. нагревается до температуры 1500°С за счет теплоты излучения, конвективного теплообмена и струйчатого потока горячих продуктов сгорания ПГ и окислителя с температурой 1600°С, вызывающей турбулентность течения газовой смеси, интенсифицирующая процесс пиролиза ПГ с расщеплением его на водородную и углеродную составляющие. Из полости 5 тигля 2 водородная и углеродная составляющие протекают в зону 13 в верхней части полости реактора 1 на коалесценцию углерода, в которую с помощью форсунки 14 одновременно подают химически очищенную воду, создающей с периодической частотой пульсирующие завихрения газовой смеси, вызывающие акустические волны, интенсифицирующие процесс коалесценции углерода с понижением температуры до 800 °С и выделением тепла J, СН4 → С + 2Н2 - J. Затем водородная и углеродная составляющие протекают в зону 15 на закалку углерода С при температуре 500…600°С в течение 0,2…1,0 с. с помощью впрыскивания холодной воды форсункой 16, вызывающий коагуляцию углерода С с меньшей теплоотдачей и переходом его в хлопьевидный осадок, который из зоны 17 сажеулавливания под воздействием гравитационных сил оседает в накопителе 19 и через жалюзи 20 периодически направляют на гранулирование для использования в химической и металлургической промышленности для производства, например, резины, а по патрубку 18 из реактора 1 удаляют тепло J с нагретой водой. Образовавшую водородосодержащую смесь из зоны 17 сажеулавливания по коленообразной трубе 21 отводят в смеситель 22 для охлаждения до температуры не выше 250°С путём смешивания с остальной частью исходного ПГ в заданном объёмном соотношении от 25 до 75 % смеси в ПГ, увеличивая в ПГ долю водорода Н. Из смесителя 22 обогащённый ПГ направляют по трубопроводу 23 в циклон 24 для понижения температуры газа до 30--40°С и удаления из обогащённого ПГ дисперсных частиц, которые удаляют из циклона 24 через шибер 28. Затем обогащённый водородом ПГ по трубопроводу 25 отводят в фильтр 26 для тонкой очистки газа от взвешенных примесей, из которого с температурой 20-30°С по трубопроводу 27 направляют по назначению в зависимости от содержания водорода Н в ПГ.

Предложенные способ обогащения природного газа водородом и установка для его осуществления эффективно используются в промышленности с целью уменьшения выброса диоксида углерода СО₂ в атмосферу, а также для подготовки природного газа к сжижению в качестве бездымного моторного топлива.

Изобретение относится к технологии производства водородосодержащих газов и может быть использовано в теплоэнергетике, использующей природный газ (ПГ) в качестве бездымного топлива и выделенный углерод в химической и металлургической промышленности. Раскрывается способ обогащения природного газа водородом. Способ включает пиролиз природного газа с разделением на водородную и углеродную составляющие, закалку газов с утилизацией тепла. Углеродную составляющую газа осаждают и удаляют, а водородную составляющую смешивают с неразложившейся частью природного газа. При этом поступающий поток природного газа делят на две части в заданном соотношении. Одну часть подвергают пиролизу при температуре 1300-1500 °С в течение 0,01-0,05 с путём смешения её с продуктами сгорания метано-водородной смеси с окислителем в стехиометрическом соотношении струйчатой подачей с температурой 1600 °С в поток природного газа. Поток нагревается конвективным теплообменом и излучением тепла от стенки продолговатой полости тигля, нагретой сжиганием метано-водородной смеси. Турбулентность течения газовой смеси интенсифицирует расщепление природного газа на водородную и углеродную составляющие. Осуществляют коалесценцию углерода из углеродной составляющей. Затем проводят закалку газов впрыскиванием холодной воды с коагуляцией углерода в хлопьевидный осадок, который под воздействием гравитационных сил оседает в зоне сажеулавливания реактора, из которой удаляют тепло с паром и нагретой водой. Смесь водородной составляющей с неразложившимся остатком природного газа образуют водородосодержащую смесь, которую дополнительно охлаждают путём смешения с другой частью природного газа, получая обогащённый водородом природный газ, который затем очищают от взвешенных примесей и направляют по назначению. Также раскрывается установка для обогащения природного газа водородом. Техническим результатом изобретения является повышение экологичности сжигания природного газа путём уменьшения концентрации диоксида углерода СО₂ в дымовых газах котлов, промышленных печей, работающих на природном газе, и упрощение конструкции устройства обогащения природного газа водородом. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ обогащения природного газа водородом, включающий пиролиз природного газа с разделением на водородную и углеродную составляющие, закалку газов с утилизацией тепла, осаждение и удаление углеродной составляющей газа, а водородную составляющую смешивают с неразложившейся частью природного газа, отличающийся тем, что поступающий поток природного газа делят на две части в заданном соотношении, одну из которых подвергают пиролизу при температуре 1300…1500 °С в течение 0,01…0,05 с путём смешения её с продуктами сгорания метано-водородной смеси с окислителем в стехиометрическом соотношении струйчатой подачей с температурой 1600 °С в поток природного газа, нагреваемого конвективным теплообменом и излучением тепла от стенки продолговатой полости тигля, нагретой сжиганием метано-водородной смеси, вызывающей турбулентность течения газовой смеси, интенсифицирующую расщепление природного газа на водородную и углеродную составляющие, которые подают на коалесценцию углерода из углеродной составляющей с одновременной струйчатой подачей химически очищенной воды, создающие с периодической частотой пульсирующие завихрения газовой смеси, вызывающие акустические волны, интенсифицирующие процесс коалесценции углерода, затем осуществляют закалку газов впрыскиванием холодной воды с коагуляцией углерода в хлопьевидный осадок, который под воздействием гравитационных сил оседает в зоне сажеулавливания реактора, из которой удаляют тепло с паром и нагретой водой, а смесь водородной составляющей с неразложившимся остатком природного газа образуют водородосодержащую смесь, которую дополнительно охлаждают путём смешения с другой частью природного газа, получая обогащённый водородом природный газ, который затем очищают от взвешенных примесей и направляют по назначению.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют оксид азота.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что хлопьевидный осадок углерода дополнительно гранулируют и направляют потребителю.

4. Установка для обогащения природного газа водородом, используемая в способе по п. 1, содержащая адиабатический каталитический реактор, на корпусе которого помещён сообщающийся с ним тигель, снабжённый крышкой и опущенным через неё концом керамической трубки для подачи части углеводородного сырья, отличающаяся тем, что полость адиабатического каталитического реактора, сообщающаяся с выходом из полости тигля, выполнена с диаметром, большим внутреннего диаметра полости тигля, корпус которого снабжён: форсункой струйчатой подачи химически очищенной воды в зону коалесценции углерода, форсункой впрыскивания холодной воды в закалочную зону газов с коагуляцией углерода в хлопьевидный осадок, патрубком отвода тепла с горячей водой из зоны сажеулавливания, и приёмник с жалюзи приёма и удаления хлопьевидного осадка, при этом через стенку корпуса реактора проведена коленообразная труба для отвода образовавшейся водородосодержащей смеси с неразложившимся остатком природного газа из зоны сажеулавливания в смеситель газа для охлаждения и смешения с остальной частью исходного природного газа, последовательно соединённым трубопроводами с циклоном и фильтром тонкой очистки газа от примесей.

5. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что тигель выполнен прямоточным из пористого огнеупорного материала, закреплённого термостойкой сеткой, расположенной между корпусом и со стенкой пиролизной полости тигля, с образованием между корпусом и термостойкой сеткой кольцевой полости для сжигания природного газа с окислителем с возможностью протекания пламени вдоль кольцевой полости и нагрева стенки пиролизной полости тигля, выполненной в виде продолговатого цилиндра с радиальными каналами для струйчатой подачи продуктов сгорания природного газа с окислителем в пиролизную полость путём перетекания из кольцевой полости через термостойкую сетку и поры огнеупорного материала.

6. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что в качестве пористого огнеупорного материала используется пенодинас или пеношамот.