明尼苏达大学 （UMN） 正在与能源部能源高级项目研究机构 （APRA-E） 合作，旨在开发一种等离子体辅助原位火炬气重整、点火和火焰稳定系统，用于小型（典型尖端直径 6 英寸，流速 100,000 scf/天）无人管火炬，在有和没有引燃器的情况下运行。

目前，不受管制的管道火炬是美国甲烷排放的最大来源之一，因为这些火炬的甲烷破坏效率范围很广，为 80 – 99%，具体取决于废气成分和大气条件（风、室外温度等）。UMN 等离子体辅助火焰重整系统可以提高火炬销毁和清除效率，≥ 99.5%，在运行过程中产生接近零的甲烷排放。

拟议的技术有可能每年从火炬运行中减少 3.8 – 1510 万吨二氧化碳当量甲烷排放（减少现有排放量的 28 – 72%）。

UMN 技术依靠等离子体放电通过产生高能电子、活性亚稳物质和具有较高化学反应性的中间烃物质来提高燃料反应性，从而实现更清洁的燃烧。

例如，在干燥空气中排放的等离子体会产生高反应性自由基（例如，O、OH 等）和反应性物质（例如臭氧），而在气体燃料（例如甲烷）中会产生各种碳氢化合物，如乙烷、乙烯、乙炔、环丙烷、丙烯、氢气等。与甲烷相比，乙烯、乙炔和氢气等碳氢化合物具有高度反应性，可增强整体混合物反应性，并显著提高火炬排放气体的破坏和去除效率。

甲烷制丙烯

等离子体重整»»

UMN 目前正在设置一个实验室规模的火炬燃烧器（图 1），它是实际场火炬的 1：4 量程比缩放。为了模拟各种流速下一系列热值的现场火炬废气成分，UMN 系统需要以精确的方式混合多种燃料（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷）和稀释剂（氮气、二氧化碳）。

图 1UMN 实验室规模的火炬和供气系统

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