Введение
1. Литературный обзор 10
1.1 Топливные элементы и топливные процессоры 10
1.1.1 Твердополимерные топливные элементы 10
1.1.2 Каталитическая паровая конверсия углеводородов 13
1.1.3 Абсорбционно-каталитическая конверсия 20
1.2 Высокотемпературные регенерируемые поглотители СОг 25
1.2.1 Промотированные гидроталькиты 26
1.2.2 Цирконаты, силикаты и другие соли щелочных металлов 28
1.2.3 Поглотители на основе оксидов металлов II группы таблицы Д.И. Менделеева 31
1.2.3.1 Термодинамика процесса очистки отСОг 31
1.2.3.2 Однокомпонентные хемосорбенты 33
1.2.3.3 Доломит и другие многокомпонентные поглотители 39
1.3 Катализаторы абсорбционно-каталитической конверсии УВ 42
1.3.1 Катализаторы паровой конверсии углеводородов 42
1.3.2 Выбор носителя для стабильной работы катализатора 45
1.3.3 Кинетика паровой конверсии углеводородов и СО 47
1.3.4 Влияние побочных реакций и примесей на активность катализаторов паровой7 конверсии 50
1.3.4.1 Коксование катализаторов 50
1.3.4.2 Отравление катализатора серой 51
2. Экспериментальная часть 54
2.1 Материалы 54
2.2 Получение экспериментальных образцов 54
2.2.1 Синтез поглотителей углекислого газа с модифицирующими добавками 54
2.2.2 Синтез монодисперсного карбоната кальция 55
2.3 Измерение ёмкости сорбента в проточном адсорбере 56
2.4 Термогравиметический метод определения динамической емкости поглотителя 57
2.5 Исследование активности катализаторов в циклической паровой конверсии углеводородов 58
2.6 Физические методы исследования 59
3. Хемосорбенты СОг на основе СаО с промотирующими добавками 61
3.1 Влияние промотирующих добавок на емкость СаО 61
3.2 Карбонат бария 62
3.3 Эвтектическая смесь карбонатов лития и натрия с карбонатом бария 62
3.4 Смесь карбонатов лития и натрия с оксидами элементов 4-й группы 65
3.5 Использование других стабилизирующих добавок 66
4. Исследование поглотителей на основе чистого СаО 70
4.1 Синтез монодисперсного СаО 70
4.1.1 Осаждение СаСОз из водных растворов 71
4.1.2 Осаждение СаСОз из спиртовых растворов 71
4.1.3 Осаждение СаСОз при незначительном охлаждении 72
4.1.4 Синтез СаСОз при глубоком охлаждении 73
4.1.5 Результаты РФА 75
4.2 Изучение влияния условий проведения сорбции на динамическую емкость Са0 77
4.2.1 Температура 77
4.2.2 Продолжительность цикла 78
4.2.3 Соотношение продолжительностей стадий поглощения-регенерации 79
4.2.4 Устойчивость стационарной емкости 80
4.2.5 Механизм спекания СаО 81
4.2.6 Искусственное формирование текстуры 82
4.2.7 Математическая модель спекания СаО 83
4.3 Влияние текстуры поглотителя на стационарную емкость СаО 85
4.3.1 Сорбционные системы и методы их исследования 86
4.3.2 Модель оценки динамической емкости СаО 91
4.3.3 Рекомендации по приготовлению СаО с высокой и стабильной емкостью 93
5. Изучение катализаторов паровой конверсии 95
5.1 Стационарная конверсия УВ на катализаторе НИАП-18 95
5.2 Циклическая конверсия метана па катализаторе НИАП-18 98
5.3 Влияние температуры и состава реагентов 100
5.4 Исследование платиновых катализаторов в условиях абсорбционно-каталитической конверсии 107
5.5 Проведение паровой конверсии на никелевом катализаторе с неразвитой поверхностью 108
5.6 Создание стабильной системы на основе никелевого и платинового катализатора 110
Выводы 112
