Введение
Глава 1. Литературный обзор 8
1.1. Особенности каталитического синтеза нановолокнистых углеродных материалов 8
1.2. Реакторы и процессы получения нановолокнистого углерода (НВУ)
из углеродсодержащих газов 10
1.3. Кинетические закономерности образования НВУ из метановодородной смеси на никельсодержащих катализаторах 15
1.3.1. Максимальная скорость образования углерода 16
1.3.2. Кинетические модели с учетом дезактивации катализатора 20
1.4. Математическое моделирование процессов получения НВУ 22
1.5. Выводы 22
Глава 2. Реализация процесса получения НВУ в пилотном реакторе периодического действия 24
2.1. Конструкция и результаты испытаний реактора 1 24
2.2. Конструкция и результаты испытаний реактора 2 28
2.3. Результаты испытаний на смесях газов и непассивированном катализаторе .31
2.4. Рекомендации по проведению процесса 32
2.5. Выводы 33
Глава 3. Кинетическая модель образования НВУ из смеси СН4-Н2 на высокопроцентном никельсодержащем катализаторе с учетом дезактивации катализатора 35
3.1. Максимальная скорость образования углерода 35
3.2. Кинетическая модель с учетом дезактивации катализатора 40
3.3. Выводы 47
Глава 4. Моделирование периодических процессов получения НВУ в изотермических реакторах 48
4.1. Образование НВУ в условиях постоянства состава реакционной среды 48
4.2. Получение НВУ в реакторе идеального перемешивания в условиях постоянства расхода метана 51
4.3. Получение НВУ в реакторе с кипящим слоем частиц з
4.4. Получение НВУ в реакторе со стационарным слоем катализатора 63
4.4.1. Решение в виде бегущей волны дезактивации катализатора 65
4.4.2. Расчет процесса для реактора с конечной загрузкой катализатора 68
4.5. Сравнение периодических процессов 73
4.6. Получение НВУ в реакторе с кипящим слоем частиц при наличии рециркуляции газового потока 74
4.7. Рекомендации 79
4.8. Выводы 79
Глава 5. Моделирование непрерывных процессов получения НВУ в изотермических реакторах 81
5.1. Процесс в реакторе идеального перемешивания с избирательным отводом зауглероженных частиц катализатора 81
5.2. Процесс в реакторе идеального перемешивания с неизбирательным отводом зауглероженных частиц катализатора 86
5.3. Процесс в реакторе с движущимся слоем катализатора при противоточном движении фаз без перемешивания 90
5.4. Процесс в реакторе с движущимся слоем катализатора при прямоточном движении фаз без перемешивания 96
5.5. Сравнение непрерывных процессов и рекомендации 100
5.6. Выводы 101
Заключение 103
Библиографический список использованной литературы 105
Список основных обозначений
