ПЛАЗМОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР С БАРЬЕРНЫМ РАЗРЯДОМ, ЗАПОЛНЕННЫЙ ПРОМЫШЛЕННЫМ КАТАЛИЗАТОРОМ Бойко Н.И., Евдошенко Л.С., Зароченцев А.И., Иванов В.М., Научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт «Молния» Национального технического университета «Харьковский политехнический институт», Харьков, Украина Конт. тел.:

ЦЕЛЬ Создание и испытания реактора для парового риформинга метана в синтез-газ с использованием импульсного барьерного разряда при рабочих напряжениях до 20 кВ, частотах следования импульсов до импульсов в секунду и использованием промышленного никелевого катализатора

ЭСКИЗ ИСХОДНОГО БАРЬЕРНОГО РЕАКТОРА С ЗАСЫПКОЙ НИКЕЛЕВЫМ КАТАЛИЗАТОРОМ Рис. 1 1 – внешний низковольтный трубчатый электрод; 2 – внутренний осевой стержневой высоковольтный электрод; 3 – трубчатый стеклянный барьер; 4 – элемент промышленного никелевого катализатора типа ГИАП; 5 – генератор импульсов. 5

ЭСКИЗ РЕЗУЛЬТИРУЮЩЕГО ВАРИАНТА БАРЬЕРНОГО РЕАКТОРА С ЗАСЫПКОЙ НИКЕЛЕВЫМ КАТАЛИЗАТОРОМ Рис. 2

СХЕМА ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ Рис. 3

КОАКСИАЛЬНЫЙ РЕАКТОР С ТРУБЧАТЫМ Ø 110 ММ БАРЬЕРОМ ИЗ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА И НИКЕЛЕВЫМ ПРОМЫШЛЕННЫМ КАТАЛИЗАТОРОМ Рис. 4

РЕАКТОР – ВИД С ПРОТИВОПОЛОЖНОГО ТОРЦА Рис. 5

СИЛОВОЙ ГЕНЕРАТОР ИСХОДНЫХ ИМПУЛЬСОВ Рис. 6

ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР НА ФЕРРИТАХ Рис. 7

ПРОМЫШЛЕННЫЙ НИКЕЛЕВЫЙ КАТАЛИЗАТОР Рис. 8

ЖАРОПРОЧНЫЙ ПРОХОДНОЙ ИЗОЛЯТОР ИЗ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ДЛЯ ВВОДА ВЫСОКОГО ПОТЕНЦИАЛА Рис. 9

ЁМКОСТНЫЕ ДЕЛИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ Рис. 10

ОСЦИЛЛОГРАММЫ ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ НА РЕАКТОРЕ С ЗАСЫПКОЙ ПРОМЫШЛЕННЫМ НИКЕЛЕВЫМ КАТАЛИЗАТОРОМ ПРИ БАРЬЕРНОМ РАЗРЯДЕ 10 мкс/дел, 8 кВ/дел5 мкс/дел, 8 кВ/дел Рис. 10

ВЫВОДЫ 1. Создан и успешно испытан барьерный реактор для парового риформинга метан содержащих газов в синтез –газ при рабочих напряжениях до 20 кВ, частотах следования импульсов до импульсов в секунду и использованием промышленного никелевого катализатора. 2. Промышленный никелевый катализатор по своим электрическим характеристикам оказался диэлектриком с потерями с относительной диэлектрической проницаемостью более 10, активным сопротивлением элементарного кольца катализатора ~100 МОм на уровне 500 В, нелинейно изменяющимся при повышении напряжения. В катализаторе эффективно выделяется энергия высоковольтных импульсов. С увеличением температуры в реакторе в диапазоне от 10°С до 100°С мощность, выделяемая в катализаторе растет. Следует ожидать дальнейшего роста мощности при дальнейшем увеличении рабочей температуры в реакторе.

ВЫВОДЫ - ОКОНЧАНИЕ 3. Синергическое действие трёх основных действующих факторов: температуры 600°С, никелевого промышленного катализатора и объёмного импульсного барьерного разряда может привести не только к уменьшению удельных энергозатрат при паровом риформинге различных метан содержащих газов в синтез-газ, но и сделать экономически выгодным такой риформинг для сопутствующих газов, которые в настоящее время в большом количестве бесполезно сжигаются как отходы. 4. Импульсный барьерный разряд, как и импульсный коронный разряд (это объёмные разряды) в соответствующих реакторах может быть успешно использован в промышленных масштабах для конверсии различных газообразных выбросов (отходов), в том числе токсичных, в безопасные для окружающей среды газы.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !