Окислительная конверсия природного газа и биогаза в синтез-газ в объемных проницаемых матрицах

• Автор: Шаповалова, Оксана Вячеславовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР: КОНВЕРСИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ В СИНТЕЗ-ГАЗ: ПРОМЫШЛЕННЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
МЕТОДЫ КОНВЕРСИИ, КАТАЛИЗАТОРЫ
1 Л. Топливно-энергетические ресурсы
1Л Л. Природный газ
1 Л.2. Биогаз
1.2. Процессы переработки природного газа и биогаза
1.3. Методы получения синтез-газа
1.3.1. Паровой риформинг
1.3.2. Парциальное окисление
1.3.3 .Углекислотная конверсия
1.3.4. Автотермический риформинг (ATP)
1.3.5. Комбинированный метод
1.3.6. Сравнение способов получения синтез-газа
1.4. Недостатки процессов конверсии метана и способы их устранения. Катализаторы парциального окисления метана в синтез-газ
1.5. Процессы конверсии углеводородных газов в объемных матрицах
ГЛАВА И ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Экспериментальный стенд для исследования влияния свойств материала матрицы на процесс конверсии углеводородного газа
2.2. Экспериментальная установка с проточным реактором для исследования свойств и активности тестируемых катализаторов
2.3 Экспериментальный стенд для исследования конверсии различных
углеводородных газов в объемном матричном конвертере
2.4. Материалы, используемые для изготовления матриц
2.4.1. Пенометаллические материалы
2.4.2. Керамические проницаемые матрицы и катализаторы на их основе. Методика приготовления катализаторов

ГЛАВА III. РАСЧЕТ РАВНОВЕСНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ, ТЕМПЕРАТУРЫ ПРОДУКТОВ КОНВЕРСИИ И ПРЕДЕЛОВ УСТОЙЧИВОГО ГОРЕНИЯ
МЕТАНА И БИОГАЗА
3.1. Термодинамический анализ продуктов конверсии метана
3.1.2. Влияние начальной температуры метановоздушной смеси на распределение продуктов конверсии метана
3.2. Термодинамический анализ продуктов конверсии биогаза
3.2.1. Влияние состава исходного газа (содержания С02) на распределение продуктов конверсии биогаза
3.2.2. Влияние начальной температуры смеси на распределение продуктов
конверсии биогаза состава 40%С02/60%СН[
3.3. Теоретическая оценка пределов устойчивой конверсии богатых смесей метана и
биогаза с воздухом
ГЛАВА IV ИССЛЕДОВАНИЕ КОНВЕРСИИ МЕТАНА В СИНТЕЗ ГАЗ НА РАЗЛИЧНЫХ ПРОНИЦАЕМЫХ МАТЕРИАЛАХ
4.1. Исследование конверсии метана в синтез газ в пенометаллических
проницаемых матрицах
Проницаемая матрица из пеноникеля
Проницаемая матрица из пенонихрома
4.2. Исследование конверсии метана в синтез газ на матрицах с
каталитически активной поверхностью
14, Рё-содержащие системы
№-содержащие системы
4.3. Исследование катализаторов в проточном микрореакторе
Перфорированная керамика и пеноматериалы
ИГ содержащие катализаторы
14, Рё-содержашие катализаторы
ГЛАВА V ВЛИЯНИЕ НАЧАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА И РЕКУПЕРАЦИИ ТЕПЛА ПРОДУКТОВ КОНВЕРСИИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБЪЕМНЫХ МАТРИЧНЫХ КОНВЕРТЕРОВ
5.1 Конверсия метана в синтез газ в объемных проницаемых матрицах с
дополнительной рекуперацией тепла продуктов конверсии
5.2 Конверсия биогаза в синтез газ в объемных проницаемых матрицах
5.2.1. Влияние концентрации С02 в биогазе на процесс конверсии
5.2.2. Влияние начальной температуры газо-воздушной смеси
5.2.3. Конверсия биогаза в режиме рекуперации тепла продуктов конверсии

Заключение
Результаты работы
Список литературы

2.4. Материалы, используемые для изготовления матриц
2.4.1. Пенометаллические материалы
Разработка эффективных процессов конверсии углеводородных топлив в синтез-газ и водород во многом может предопределить экономическую перспективность внедрения систем водородной энергетики. Ожидается, что использование в конверсии катализаторов на блочных металлических носителях с высокой теплопроводностью позволит повысить эффективность всей системы благодаря более эффективному теплообмену в реакторе и предотвратит появление относительно горячих и холодных зон, влияющих на КПД системы. В отличие от подходов, когда активный компонент наносится на гладкую подложку, использование пористых носителей может существенно повысить производительность реактора (при отсутствии диффузионных ограничений) за счет роста площади контакта газ/катализатор.
Пеноматериалы - класс материалов ячеистой структуры, имеющих крайне низкую плотность в сочетании с высокой удельной прочностью, поверхностью и шумопоглощением, низким гидравлическим сопротивлением [76].
Существует несколько способов получения пеноматериалов: литейный, суспензионный, химический, гальванический, газофазный и их комбинации. Внутренняя структура, прочностные и гидравлические характеристики определяются в основном параметрами структуры исходной матрицы, пористостью и относительной плотностью. В зависимости от способа получения, вида материала, особенностей технологических режимов у пеноматериалов имеются различия в микроструктуре матрицы и перемычек [76].
Основные особенности и свойства пеноматериалов:
• сетчато-ячеистая структура;
• высокое значение открытой сообщающейся пористости 80 — 97 %;