Окисление метана в объемных матричных горелочных устройствах

• Автор: Рахметов, Аян Нурумович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Введение

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Методы конверсии метана в синтез газ

1.1.1. Паровой риформипг метана

1.1.2. Парциальное окисление метана в синтез-газ

1.1.3. Автотермический риформинг

1.1.4. Комбинированный риформинг

1.1.5. Получение синтез-газа в горелочных устройствах на основе пористых материалов
1.2. Механизмы образования и методы снижения выбросов СО и ЫОх в камерах сгорания газотурбинных установок (ГТУ)

1.2.1. Механизм образования оксидов азота Ж)х

1.2.2. Механизм образования монооксида углерода

1.2.3. Методы снижения выбросов СО и Ж)х в камерах сгорания ГТУ
1.3. Влияние добавок водорода на скорость горения метановоздушных смесей
1.4. Малоэмиссионное горение метановоздушных смесей в проницаемых
матричных горелках
ГЛАВА 2. ПАРЦИАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ МЕТАНА В СИНТЕЗ-ГАЗ В ГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВАХ (КОНВЕРТЕРАХ) НА ОСНОВЕ ОБЪЕМНЫХ ПРОНИЦАЕМЫХ МАТРИЦ
2.1. Методика проведения эксперимента
2.2. Термодинамический анализ продуктов парциального окисления метана
2.3. Сопоставление плоских и объемных пенометаллических матриц в качестве конвертеров для получения синтез-газа
2.4. Конвертер на основе объемной шестигранной матрицы. Роль дополнительного отражателя (экрана)

2.5. Конвертеры на основе сеточных матриц. Влияние материала матрицы, концентрации кислорода в окислителе и удельной тепловой нагрузки

2.6. Влияние геометрических параметров конвертера. Конвертер на
основе двух плоскопараллельных пластин пенохромаля
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ ВОДОРОД-МЕТАН-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ НАЧАЛЬНЫХ ДАВЛЕНИЯХ И ТЕМПЕРАТУРАХ
3.1. Методика проведения эксперимента
3.2. Скорость горения метановоздушных смесей
3.3. Скорость горения водород-метан-воздушных смесей с концентрацией водорода в метане 10% об
3.4. Скорость горения водород-метан-воздушных смесей с концентрацией
водорода в метане 20% об
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МАЛОЭМИССИОННЫХ КАМЕР СГОРАНИЯ НА ОСНОВЕ ОБЪЕМНЫХ ПРОНИЦАЕМЫХ МАТРИЦ
4.1. Методика проведения эксперимента
4.2. Горение метановоздушных смесей в однокамерном горелочном устройстве с использованием матрицы из плоскопараллельных иенометаллических пластин
4.3. Горение метановоздушных смесей в многокамерном горелочном
устройстве
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
Список литературы

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ГТУ газотурбинная установка
КС камера сгорания
ПАУ полиароматические углеводороды
ПКМ паровая конверсия метана
а коэффициент избытка окислителя
Ф коэффициент избытка топлива
бср средний диаметр ячеек
У удельная тепловая нагрузка
иь нормальная скорость горения
/0 период времени, в течение которого формируется стационарное
пламя
/С эквивалентный радиус реактора
А Р начальное давление
Р текущее давление газовой смеси
у показатель адиабаты исходной смеси
Трг температура продуктов горения при давлении Р
Т0 начальная температура смеси
1р, средний молекулярный вес продуктов
Цо средний молекулярный вес исходной смеси

Таблица 1.
Расчет максимальной концентрации (в объемных долях) [СО]П111Х при
ламинарном горении смесей метан - воздух
Зо, К Ф Р. атм
1 3 10
293 0,8 0,0349 0,0327 0,0299 0,0
1,0 0,0370 0,0352 0,0331 0,0
1,2 0,0372 0,0355 0,0336 0,0
450 0,8 0,0404 0,0381 0,0353 0,0
1,0 0,0421 0,0403 0,0379 0,0
1,2 0,0415 0,0399 0,0380 0,0
600 0,8 0,0459 0,0435 0,0406 0,0
1,0 0,0472 0,0452 0,0428 0,0
1,2 0,0461 0,0443 0,0424 0,0
750 0,8 0,0514 0,0490 0,0462 0,0
1,0 0,0527 0,0505 0,0480 0,0
1,2 0,0509 0,0491 0,0473 0,0
900 0,8 0,0570 0,0545 0,0514 0,0
1,0 0,0584 0,0560 0,0538 0,0
1,2 0,0563 0,0544 0,0520 0,0
Рис. 1.17. Расчет зависимости термодинамически равновесной концентрации СО при горении смесей метана и водорода от коэффициента избытка топлива ср: Т0 = 298К, Рп = 5 агм. Цифры на кривых - процентное содержание водорода в смеси с метаном. Горение при постоянном объеме