Одностадийный процесс паровой конверсии монооксида углерода: катализаторы и организация катализаторного слоя

• Автор: Баронская, Наталья Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Процесс паровой конверсии монооксида углерода

1.1.1. Общие сведения о реакции паровой конверсии СО

1.1.2. Схемы организации процесса паровой конверсии СО в промышленности.

1.1.3. Катализаторы процесса паровой конверсии СО в промышленности

1.1.4. Варианты одностадийной организации процесса паровой конверсии СО.

1.2. Исследования эффективных катализаторов процесса паровой конверсии СО.

1.2.1. Катализаторы среднетемпературной конверсии СО

1.2.2. Катализаторы низкотемпературной конверсии СО.

1.3. Реакция паровой конверсии СО в схеме топливного процессора.
1.3.1. Варианты организации процесса паровой конверсии СО для топливного процессора
1.3.2. Создание теплопроводящих катализаторов на основе композитных материалов
1.4. Выводы из обзора литературы
Литература


Приведены результаты экспериментов по определению величины теплопроводности теплопроводящих катализаторных пластин ТКП, исследования гидродинамики в щелевом каталитическом реакторе и теплообмена в элементе исследуемого пластинчатого реактора для теплопроводящих катализаторных пластин, которые проводились в Институте теплофизики СО РАН в рамках Междисциплинарного интеграционного проекта Программы 7 Президиума РАН. Показано, что форма ТКП и способ их размещения в реакторе существенно влияют на их поведение в каталитической реакции. На созданном лабораторном прототипе реактора на основе тсплонроводящих катализаторных пластин для проведения реакции паровой конверсии СО в проточном и проточноциркуляционных режимах проведены каталитические испытания, близкие к условиям проведения очистки водорода от остаточного содержания СО в реакторе паровой конверсии СО топливного процессора. Показано, что степень использования оксидного катализатора теплопроводящих катализаторных пластин, испытанных в лабораторном реакторе, была сравнима с величиной, полученной для теплопроводящих катализаторных пластин, испытанных в проточноциркуляционном режиме в реакторе идеального смешения. Эти результаты прекрасно согласуются с данными по исследованию тепло и массопсреноса в реакторе для теплопроводящих катализаторных пластин. Отдельно представлен расчет температурного профиля, обеспечивающего максимальную конверсию СО вдоль катализаторного слоя, состоящего из набора теплопроводящих катализаторных пластин, для реакции паровой конверсии СО. Таким профилем температуры полагали распределение температур по слою катализатора, обеспечивающим максимальную скорость превращения СО в каждой точке слоя очевидно, что при этом необходимая степень превращения СО достигается при минимальной загрузке катализатора. Отдельным разделом представлен пример практического осуществления реакции паровой конверсии СО в схеме топливного процессора, используя трубчатый реактор с управляемым температурным профилем на базе применения теплопроводящих катализаторных пластин. Приведены расчетная и экспериментально полученные кривые температурного профиля работы созданного в Институте катализа Сипг оксидного катализатора в виде тсплопроводящих катализаторных пластин и в виде традиционных таблеток размером 5 мм х 5 мм. Работа выполнена в рамках совместной работы с сотрудниками РФЯЦ ВНИИЭФ г. Саров по проекту МНТЦ для энергоустановки мощностью 5 кВт. Показано, что применение Сигп2г оксидного катализатора делает возможным проведение одностадийного процесса паровой конверсии СО в компактном трубчатом реакторе с управляемым температурным профилем. Использование Си7п2г оксидного катализатора в виде теплопроводящих катализаторных пластин в одностадийном реакторе обеспечивает вес требуемые характеристики процесса паровой конверсии СО 00С и менее 1 об. СО для работы ПОМТЭ энергоустановки мощностью 5 кВт при объемной скорости ч1, что означает увеличение производительности на по сравнению с использованием катализатора того же Си2п2г катализатора в виде традиционных таблеток размером 5 мм х 5 мм. В Приложении 1 рассмотрена прикладная задача по повышению эффективности работы двухступенчатого конвертора среднетемпературной конверсии СО установки получения водорода с использованием полученного РеСгСи оксидного катализатора. В Приложении 2 представлен протокол испытаний опытной партии катализатора паровой конверсии СО на установке ВНИИЭФ г. Саров июля 4 августа года. Глава 1. Обзор литературы . СОНСН2 ДН8К . Джмоль 1. Она осуществляется на катализаторах в температурном интервале 00С при давлении до 3. МПа. Процесс конверсии СО протекает без изменения объема, поэтому давление не оказывает влияния на равновесную степень превращения. Для расчета равновесных содержаний компонентов могут быть использованы значения их парциальных давлений или концентраций. Рсо,. Рн Рсо. Риго равновесные парциальные давления соответствующих компонентов 1. Значения константы равновесия реакции приведены в таблице 1. Таблица 1. Из приведенных выше данных видно, что для достижения высоких степеней превращения СО реакцию надо проводить при возможно низкой температуре. Уменьшение остаточного содержания СО можно достичь снижением температуры реакции и увеличением соотношения пар. Нижний температурный предел практического проведения реакции определяется условиями конденсации водяного пара соотвсствуст точке росы.