Изобретение защищено патентом. Работа выполнена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Устройство нового реактора
Аппарат для генерации синтез-газа основан на металлическом каркасе, содержащем реакционные и теплообменные трубки. Реакционные трубки заполнены послойно расположенным катализатором – металлокерамическими гранулами, ускоряющими синтез, а теплообменные обеспечивают отвод тепла. Углеводородное сырье, проходя через катализатор, преобразуется в синтез-газ – ценную смесь водорода и оксида углерода.
Решение проблемы перепада температур
Ключевой недостаток традиционных реакторов – неравномерный прогрев катализаторных слоев. Строгий температурный контроль критичен для реакции, но металл нагревается быстрее керамики, вызывая перегрев у стенок и недогрев в центре.
Инновационная конструкция от пермских ученых
Специалисты Пермского Политеха предложили революционное решение: чередование слоев катализатора со слоями сферических металлических частиц внутри трубок. Эти частицы значительно улучшают теплопроводность, обеспечивая равномерное распределение тепла по всему объему.
Принцип работы и преимущества
«Наша разработка включает реакторную камеру-цилиндр с 30 каналами увеличенного диаметра и центральной нагревательной трубой, – поясняет Николай Кондрашов, главный инженер проектов ПНИПУ. – Каналы заполнены чередующимися слоями никель-керамического катализатора и металлических шариков. Эта конструкция гарантирует равномерный нагрев и повышает производительность на 30%». Успешные испытания опытного образца прошли на предприятии атомной отрасли.
Эффективный процесс и перспективы
Работа реактора начинается со стремительного нагрева стенок до 900°C за счет сжигания углекислого газа и пара в центральной трубе. Углеводородное сырье (например, метан), поступающее в реакционные каналы, проходит через слои шариков и катализатора, превращаясь в синтез-газ, который затем выводится из системы.
Новый реактор Пермского Политеха – значительный шаг вперед для российской химической промышленности. Он обеспечивает надежную и эффективную генерацию синтез-газа, снижая издержки и увеличивая выход целевого продукта, открывая путь к уверенному развитию отрасли.
Источник: naked-science.ru
