Введение
ГЛАВА I Литературный обзор: конверсия углеводородных газов в синтез-газ: промышленные и перспективные методы конверсии, катализаторы 7
1.1. Топливно-энергетические ресурсы 7
1.1.1. Природный газ 9
1.1.2. Биогаз 11
1.2. Процессы переработки природного газа и биогаза 12
1.3. Методы получения синтез-газа 13
1.3.1. Паровой риформинг 13
1.3.2. Парциальное окисление 15
1.3.3 .Углекислотная конверсия 16
1.3.4. Автотермический риформинг (АТР) 17
1.3.5. Комбинированный метод 18
1.3.6. Сравнение способов получения синтез-газа 19
1.4. Недостатки процессов конверсии метана и способы их устранения. Катализаторы парциального окисления метана в синтез-газ 20
1.5. Процессы конверсии углеводородных газов в объемных матрицах 23
ГЛАВА II Техника и методика эксперимента 27
2.1. Экспериментальный стенд для исследования влияния свойств материала матрицы на процесс конверсии углеводородного газа 27
2.2. Экспериментальная установка с проточным реактором для исследования свойств и активности тестируемых катализаторов 32
2.3 Экспериментальный стенд для исследования конверсии различных углеводородных газов в объемном матричном конвертере 33
2.4. Материалы, используемые для изготовления матриц 35
2.4.1. Пенометаллические материалы 35
2.4.2. Керамические проницаемые матрицы и катализаторы на их основе. Методика приготовления катализаторов
ГЛАВА III. Расчет равновесных концентрации, температуры продуктов конверсии и пределов устойчивого горения метана и биогаза 42
3.1. Термодинамический анализ продуктов конверсии метана 42
3.1.2. Влияние начальной температуры метановоздушной смеси на распределение продуктов конверсии метана 44
3.2. Термодинамический анализ продуктов конверсии биогаза 47
3.2.1. Влияние состава исходного газа (содержания СОг) на распределение продуктов конверсии биогаза 47
3.2.2. Влияние начальной температуры смеси на распределение продуктов конверсии биогаза состава 40%СО2/60%СН4 51
3.3. Теоретическая оценка пределов устойчивой конверсии богатых смесей метана и биогаза с воздухом 53
ГЛАВА IV Исследование конверсии метана в синтез газ на различных проницаемых материалах 62
4.1. Исследование конверсии метана в синтез газ в пенометаллических проницаемых матрицах 62
Проницаемая матрица из пеноникеля 62
Проницаемая матрица из пенонихрома 64
4.2. Исследование конверсии метана в синтез газ на матрицах с каталитически активной поверхностью 65
Pt, Pd-содержащие системы 66
Ni-содержащие системы 69
4.3. Исследование катализаторов в проточном микрореакторе 73
Перфорированная керамика и пеноматериалы 74
Ni- содержащие катализаторы 76
Pt, Pd-содержащие катализаторы 78
ГЛАВА V Влияние начальной температуры газа и рекуперации тепла продуктов конверсии на эффективность объемных матричных конвертеров 83
5.1 Конверсия метана в синтез газ в объемных проницаемых матрицах с дополнительной рекуперацией тепла продуктов конверсии 83
5.2 Конверсия биогаза в синтез газ в объемных проницаемых матрицах 86
5.2.1. Влияние концентрации СОг в биогазе на процесс конверсии 89
5.2.2. Влияние начальной температуры газо-воздушной смеси 93
5.2.3. Конверсия биогаза в режиме рекуперации тепла продуктов конверсии Заключение 103
Результаты работы 108
Список литературы
