Термохимический реактор восстановительных атмосфер с окислением части продуктов паровой конверсии метана
Автор: Дубинин Алексей Михайлович, Черепанова Екатерина Владимировна, Тупоногов Владимир Геннадьевич, Грицук Светлана Александровна, Емельянова Анастасия Александровна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Теплоэнергетика
Статья в выпуске: 1 т.18, 2018 года.
Бесплатный доступ
Разработана конструкция термохимического реактора для бескислородной паровой конверсии метана с частичным окислением продуктов конверсии с целью обеспечения автотермичности процесса. Реактор разделен на нижнюю зону слоя с каталитической насадкой, в которой происходит конверсия метана, и верхнюю, где организован отвод из реактора части продуктов конверсии и окисление оставшейся части для обеспечения необходимой температуры слоя. Представлены результаты экспериментальных исследований реактора, включающие определение вертикальной эффективной теплопроводности псевдоожиженного слоя электрокорунда, заторможенного алюмо-никелевой каталитической насадкой КСН-2, температуры и состава продуктов конверсии. Разработана стационарная одномерная модель паровой конверсии метана в однородном псевдоожиженном слое, заторможенном каталитической насадкой. Расчетный и экспериментальный составы продуктов конверсии метана при соотношении CH4:H2O=1:1 и температуре на выходе из слоя около 1000 °С удовлетворительно совпадают. Продукты конверсии могут применяться в качестве восстановительных атмосфер, например, при переделе железорудного сырья.
Метан, водяной пар, псевдоожиженный слой, электрокорунд, катализатор, распределение температуры в слое, эффективная теплопроводность слоя
Короткий адрес: https://sciup.org/147232661
IDR: 147232661 | DOI: 10.14529/power180102
Список литературы Термохимический реактор восстановительных атмосфер с окислением части продуктов паровой конверсии метана
- Производство технологического газа для синтеза аммиака и метанола из углеводородных газов / под ред. А.Г. Лейбуш. - М.: Химия. - 1971. - 286 с.
- Оптимальные параметры реактора с заторможенным насадкой циркуляционным псевдоожиженным слоем для паровой конверсии метана / А.М. Дубинин, С.Е. Щеклеин, В.Г. Тупоногов и др. // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». - 2015. - № 13-14 (177-178). - С. 103-108. DOI: 10.15518/isjaee.2015.13-14.010
- Писаренко, Е.В. Энерго- и ресурсосберегающий процесс получения синтез-газа из природного газа в производстве метанола / Е.В. Писаренко, В.Н. Писаренко // Теоретические основы химической технологии. - 2011. - Т. 45, № 1. - С. 371-377.
- Мещеряков, Г.В. Конверсия природного газа для совместных производств метанол-водород, метанол-аммиак / Г.В. Мещеряков, Ю.А. Комиссаров // Вестник МИТХТ. - 2011. - Т. 6, № 4. - С. 72-76.
- Igumnov, V.S. Technical and technological methods of realization of steam catalytic conversion of natural gas with a methane-watr proportion close to stoichiometric ratio / V.S. Igumnov // Hydrogen Material Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials / T.V. Veziglu et al. (eds). - Springer, 2007. - P. 555-561. DOI: 10.1007/978-1-4020-5514-0_70
- Oxidative coupling of methane: Process design, development and operation in mini-plant scale / S. Stünkel, H. Trivedi, H.-R. Godini et al. // Chemie Ingenieur Technik. - 2012. - No. 11. - P. 1989-1996.
- DOI: 10.1002/cite.201200052
- Hoang, D.L. Kinetic and modeling study of methane steam reforming over sulfide nickel catalyst on a gamma alumina support / D.L. Hoang, S.H. Chan, O.L. Ding // Chemical Engineering Journal. - 2005. - Vol. 112. - P. 1-11.
- DOI: 10.1016/j.cej.2005.06.004
- Xu, J. Methane steam reforming, methanation and water gas shift: I. Intrinsic Kinetics / Xu J., Froment G.F. // AIChE J. - 1989. - Vol. 35, no. 1. - P. 88-96.
- DOI: 10.1002/aic.690350109
- Xu, J. Methane steam reforming: II. Diffusional limitations and reactor / J. Xu, G.F. Froment // The journal of the American Institute of Chemical Engineers (AlChE). - 1989. - Vol. 35, no. 1. - P. 97-103.
- DOI: 10.1002/aic.690350110
- Kehoe, P.W. Pressure fluctuation in sluggins fluidized beds / P.W. Kehoe, J.F. Davidcon // The journal of the American Institute of Chemical Engineers (AlChE). - 1973. - Vol. 69, no. 128. - P. 34-40.
- Progress in low temperature hydrogen production with simulaneous CO2 abatement / H. Chen, Y. Ding, N.T. Cong et al. // Chemical Engineering Research and Design. - 2011. - Vol. 89, iss. 9. - P. 1774-1782.
- DOI: 10.1016/j.cherd.2010.06.008
- Integrated auto-thermal oxidate coupling and steam reforming of methane. Part 1: Design of dual-function catalyst particle / T.P. Tiemersma, A.S. Chaudhari, F. Gallucci et al. // Chemical Engineering Science. - 2012. - Vol. 82. - P. 200-214.
- DOI: 10.1016/j.ces.2012.07.048
- Fernandez, J.R. Modeling of sorption enhanced steam methane reforming in an adiabatic fixed bed reactor] / J.R. Fernandez, J.C. Abanades, R. Murillo // Chemical Engineering Science. - 2012. - Vol. 84. - P. 1-11.
- DOI: 10.1016/j.ces.2012.07.039
- Hiblot, H. Steam reforming of methane in a synthesis gas from biomass gasification / H. Hiblot // International Journal of Hydrogen Energy, 2016. - Vol. 41. - P. 18329-18338.
- DOI: 10.1016/j.ijhydene.2016.07.226
- А.С. 992079 СССР. Генератор эндотермических атмосфер / А.М. Дубинин, А.П. Баскаков, В.Б. Шойбонов. - № 3260865/22-02; заявл. 06.01.81; опубл. 30.01.83, Бюл. № 4.
- Кунии, Д. Промышленное псевдоожижение. США, 1969 / Д. Кунии, О. Левеншпиль; пер. с англ. под ред. М.Г. Слинько и Г.С. Яблонского. - М.: Химия, 1976. - 448 с.
