• Реферат На Тему Біогаз
• Готовые Рефераты Бесплатно
• Реферат На Тему Биогазовые Установки
• Реферат На Тему Спортивная Гимнастика
• Скачать Реферат Бесплатно

• Биология: Реферат по биологии - Каталог бесплатных рефератов. Здесь Вы можете скачать.
• Главная > Реферат. Средняя общеобразовательная школа № 5. Исследовательско-конструкторская работа. На тему: «Биогаз – реальная альтернатива традиционным видам топлива». Удостовериться, действительно ли биогаз является одним из самых выгодных альтернативных видов топлива.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, 2014, том 48, № 4,. 403-408 УДК 542.973:661.961.6 ПАРОВАЯ КОНВЕРСИЯ БИОГАЗА НА КАТАЛИЗАТОРЕ Rh/Al2O3 В КОЛЬЦЕВОМ МИКРОРЕАКТОРЕ © 2014 г.

Витовский, О. Гасенко Институт теплофизики им. Кутателадзе СО РАН, г. Новосибирск vladkuz@itp.nsc.ru Поступила в редакцию г. Рассмотрена каталитическая паровая конверсия биогаза модельного состава с образованием водорода и монооксида углерода на катализаторе КЬ/у-А1203 в кольцевом микроканальном реакторе.

Реферат На Тему Біогаз

Скачать Реферат на тему получение биогаза из отходов, без регистрации - Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные работы.

Экспериментально получены закономерности конверсии биогаза, содержащего 60% метана и 40% диоксида углерода, в среде паров воды при изотермических условиях и активировании реакций на внутренней выпуклой стенке кольцевого микроканала с тонким слоем катализатора. Опыты проведены при времени пребывания 0.12 с для температуры реактора 750 и 860°С в диапазоне отношения мольных расходов воды и биогаза во входной смеси от 0.8 до 3.1. Для исследуемого биогаза модельного состава определен диапазон мольных соотношений вода/биогаз, при которых выход водорода достигает максимального значения. Показано, что при изменении температуры реактора и мольного соотношения вода/биогаз можно в широком диапазоне изменять мольное соотношение водород/монооксид углерода в синтез—газе, который получается в результате конверсии. Ключевые слова: паровая конверсия, водород, биогаз, микрореактор, катализатор КЬ/у-А1203.

Б01: 10.78 ВВЕДЕНИЕ Одним из перспективных направлений современной энергетики является водородная энергетика, основанная на получении и использовании водорода для прямого получения электрической энергии в электрохимических преобразователях и повышения эффективности сжигания традиционного топлива 1. Водород обладает рядом полезных свойств, которые включают высокую скорость горения, высокое эффективное октановое число, более широкие, чем у метана и бензина, пределы воспламенения в воздухе.

Готовые Рефераты Бесплатно

Его можно считать универсальным и экологически чистым энергоносителем, пригодным для использования в любых видах тепловых двигателей и устройствах для получения электроэнергии. Существует много способов получения водорода, включая электролиз воды, плазмохимическое окисление метана, газификацию угля, но особого внимания заслуживают процессы каталитического окисления углеводородов, которые обладают высокой энергоэффективностью и широко распространены в промышленности 2. При каталитической окислительной конверсии метана окислителем может служить водяной пар, диоксид углерода, кислород или смесь этих газов в различных пропорциях. Получающийся в результате конверсии метана синтез—газ может быть использован для выделения водорода и как исходное сырье для производства многих химических и нефтехимических продуктов (аммиак, метанол, диметило-вый эфир, продукты синтеза Фишера—Троп-ша п—СН2—).

Большой интерес в настоящее время вызывает разработка методов получения синтез-газа из возобновляемых источников водорода, таких как биогаз, который является газообразным продуктом, получаемым в результате анаэробной ферментации органических веществ различного происхождения (биомассы). Получение водорода из биомассы уже сегодня экономически выгодно, так как биогаз является дешевым и возобновляемым источником энергии. Производство водорода из биомассы имеет множество преимуществ: экологичность, независимость от импорта нефти, устойчивый уровень цен и т.д.

По данным Министерства энергетики США стоимость производства водорода из биомассы в 2009 г. Была сравнима со стоимостью производства водорода при паровой конверсии природного газа 4. Типичный биогаз содержит 55—70% СН4, 27-44% С02, меньше 1% Н2 и 3% Н28. Присутствие сероводорода в биогазе подавляет активность катализаторов, и перед проведением конверсии сероводород удаляют с использованием абсорбционных, биохимических, хемосорбцион-ных методов очистки на основе оксидов цинка (1) (2) или железа. Кинетика паровой конверсии биогаза описывается четырьмя обратимыми реакциями: двумя реакциями паровой конверсии метана (1) и (2), углекислотной конверсией метана (3) и паровой конверсией монооксида углерода (реакция сдвига) (4) 5: СН4 + Н20 о со + 3Н2 ДН°98К = 206 кДж/моль, СН4 + 2Н20 о С02 + 4Н2 АН2°98К = 165 кДж/моль, СН4 + С02 о 2С0 + 2Н2 (3) АН298К = 247 кДж/моль, С0 + Н20 о С02 + Н2 (4) ДН298К = - 41 кДж/моль.

Реакции (1)—(3) являются эндотермическими и для поддержания необходимого теплового режима реактора требуют подвода тепла. Реакция (4) является экзотермической и обеспечивает небольшой подвод тепла в зону реакции. Для увеличения скорости реакций необходимо повышение температуры и применение катализаторов. Никелевые катализаторы обладают высокой активностью для паровой и углекислотной конверсии биогаза и, благодаря своей низкой стоимости, широко распространены в промышленности. Однако они имеют существенный недостаток, связанный с потерей активности при закоксовывании. Менее подвержены образованию углерода катализаторы на основе благородных металлов, так как они имеют более высокий энергетический барьер для образования углерода, чем никель 6.

Реферат На Тему Биогазовые Установки

В настоящее время существует большое число работ, посвященных исследованию кинетики паровой и углекислотной конверсии метана на катализаторах на основе благородных металлов, таких как родий и рутений. В работах 7, 8 исследована кинетика паровой и углекислотной конверсии метана на катализаторах ЯИ^г02 и Яи^Ю2 в диапазоне температур 500-800°С и 425-575°С. В этих работах использованы разбавленные азотом смеси (содержание азота от 5 до 85%) для сохранения изотермических условий процесса. Показано, что паровая конверсия метана является реакцией первого порядка по метану, но также зависит от скорости адсорбции СО и Н2 на поверхности катализатора. В работе 9 исследована кинетика паровой и углекислотной конверсии метана на катализаторах КИ/Л1203 и №^г02 с массовым содержанием ЯИ от 0.1 до 1.6%, а также влияние размера и дисперсности частиц ЯИ на число оборотов реакции.

Реферат На Тему Спортивная Гимнастика

Получено, что реакции паровой и угле-кислотной конверсии метана являются реакциями первого порядка по метану и нулевого порядка по воде и диоксиду углерода, и что паровая конверсия монооксида углерода находится в равновесии на всех ЯИ-катализаторах. При паровой конверсии биогаза реакции паровой и углекислотной конверсии метана протекают одновременно в условиях внешнего подвода тепла.

Работ, в которых рассматривается одновременное протекание реакций (1)—(4), достаточно мало. Так, в работах 5, 10 экспериментально исследована паровая конверсия биогаза модельного состава, содержащего 60% метана и 40% диоксида углерода, в присутствии промышленных гранулированных никелевых катализаторов в температурном диапазоне от 600 до 900°С. Полученные зависимости конверсии и концентраций продуктов конверсии от температуры и соотношения вода/метан хорошо совпадают с равновесными зависимостями. Авторы утверждают, что при высоких температурах углекислотная конверсия метана является преобладающей реакцией и оптимальным тепловым режимом для паровой конверсии биогаза является температура 700°С.

В 11 представлен наиболее полный экспериментальный анализ паровой конверсии биогаза на катализаторе Яи/Л203 в форме гранул, которые заполняли трубы риформе-ра. Исследовано влияние состава смеси и времени контакта на конверсию метана и концентрацию водорода в синтез-газе. В промышленности паровую конверсию биогаза проводят в трубах риформеров, заполненных насыпным катализатором. Другим альтернативным способом получения водорода, в особенности для распределенных систем энергоснабжения, являются топливные процессоры на основе микроканалов 12. Микроканальные реакторы, основанные на использовании каналов малого и сверхмалого размера, с тонким слоем катализатора, нанесенного на внутреннюю поверхность микроканалов, имеют большие перспективы использования для конверсии углеводородов.

Это связано с уменьшением эффективной длины переноса при уменьшении поперечного размера канала, что в значительной степени устраняет внешние диффузионные ограничения и позволяет проводить химические превращения при паровой конверсии биогаза при малых временах пребывания (до 0.1 с). Микрореакторы рассматриваются в настоящее время также для получения жидкого топлива из синтез-газа при проведении реакции Фишера—Тропша 13. Микроканальные реакторы изготавливают обычно с использованием большого числа микроструктурированных пластин. Нанесение тонкого слоя катализатора на поверхность микроканалов, вместо засыпки в микроканальный зазор, снижает потери давления и позволяет значительно уменьшить загрузку катализатора, что оправдывает применение благородных металлов 12, 14. Одной из возможных схем исследовательского микрореактора является кольцевой микроканал, на стенки которого нанесен тонкопленочный катализатор. Такой реактор позволяет регулировать температуру катализатора и определять режимы конверсии исходного сырья с высокой производительностью синтез-газа, что необходимо для разработки топливного процессора на основе микроструктурированных пластин. Целью настоящей работы является экспериментальное исследование закономерностей каталитической паровой конверсии биогаза модельного состава, содержащего 60% метана и 40% диоксида углерода, на родиевом катализаторе в кольцевом микрореакторе при различных соотношениях вода/биогаз.

Скачать Реферат Бесплатно

Опыты проведены для времени пребывания начальной смеси в реакторе 0.12 с для температур реактора 750 и 860°С. Определены температура катализатора и диапазон мольных соотношений вода/биогаз, при которых удельный выход водорода достигает наибольшего значения. A Кольцевой зазор — 1 мм; Диаметр стержня — 6 мм; Длина — 40 мм.

Схема микрореактора с кольцевым каналом. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Экспериментальная установка. Экспериментальное исследование конверсии биогаза в среде паров воды с образованием синтез-газа проведено в кольцевом микрореакторе с нанесенным на поверхность внутреннего картридж-цилиндра тонкого слоя катализатора. Схема микрореактора показана н Для дальнейшего прочтения статьи необходимо. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут.

Стоимость одной статьи — 150 рублей.