Дослідження переносу теплової енергії крізь пористу структуру інтерметалідного каталізатора

K. V. Bielokon, A. O. Cheilytko

Анотація


Анотація. Мета. Робота полягає в тому, щоб знайти верифіковані залежності для розрахунку тепло- і масообмінних процесів у пористих структурах інтерметалідних каталізаторів, а також установити взаємозалежності між структурою каталізатора та його тепловими характеристиками. Методика. Об'єктом дослідження обрані інтерметалідні каталізатори системи Ni−Al з різною схемою засипки гранул: коридорне та шахове розташування. Для моделювання процесів тепломасообміну використовувалось комп’ютерне моделювання із сітковими методами. Для отримання експериментальних даних проводились випробування відомого складу каталізатора, отриманого в умовах термохімічного пресування. Оцінювали каталітичну активність і питому поверхню отриманого каталізатора. Результати. Встановлено, що шахове розташування гранул  каталізатора проявляє велику каталітичну активність вже в початковий період часу, активність його плавно зростає з підвищенням температури, досягаючи максимального значення в дослідженому температурному інтервалі за Т = 300 оС. Конверсія оксиду вуглецю за шахового розташування гранул інтерметаліду в початковий період окиснення перевищує коридорне розташування NiAl3 в 1,3...1,5 раза. Однак використання шахової засипки інтерметалідного каталізатора як каталізатора в процесах окиснення оксиду вуглецю буде піддаватися закоксовуванню в набагато більшому ступені, ніж коридорна засипка (більша щільність засипки), внаслідок чого його дезактивація буде відбуватися набагато швидше. Наукова новизна. Дослідження значною мірою усуває розрив, що утворився між практикою формування теплофізичних властивостей і відомостями про зміну структури та властивостей інтерметалідних каталізаторів. Практична значимість. Дослідження дозволяють розширити сферу застосування високопродуктивних способів отримання пористих інтерметалідних сплавів у технології каталізаторів та підвищити їх якість.


Ключові слова


інтерметалід; каталізатор; пористість; засипка; температура; каталітична активність

Повний текст:

PDF

Посилання


Arkatova L.A. Intermetallides as the catalysts for carbon dioxide reforming of methane / L.A. Arkatova // Catalysis Today. – 2018. – Vol. 299. – Pp. 303−316.

Armbrüster M. Intermetallic compounds in heterogeneous catalysis – A quickly developing field / M. Armbrüster,

R. Schlögl, Y. Grin // Science and Technology of Advanced Materials. – 2014. – Vol. 15. – Issue 3. – № 034803. doi: 10.1088/1468-6996/15/3/034803

Liu Q. CO methanation on ordered mesoporous Ni–Cr–Al catalysts: Effects of the catalyst structure and Cr promoter on the catalytic properties / Q. Liu, Z. Zhong, F.Gu // Journal of Catalysis. – 2016. – Vol. 337. – Pp. 221−232.

Чейлытко А. А. Исследование формирования пор во вспучивающемся материале / А. А. Чейлытко // Технологический аудит и резервы производства. – 2013. – № 13. – С. 38–40.

Чудновский, А. Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов / А. Ф. Чудновский. – Москва : Государственное издательство физико-математической литературы, 1962. – 456 с.

Freire–Gormaly M. The pore structure of indiana limestone and pink dolomite for the modeling of carbon dioxide in geologic carbonate rock formations / M. Freire–Gormaly // Department of Mechanical and Industrial Engineering. – University of Toronto, 2013, 96 р. Режим доступу: https://pdfs.semanticscholar.org/2a3f/8457780b1a9bae542007d53a81c2a7c8c464.pdf

Environmental assessment of the intermetallic catalysts utilization efficiency for deactivation of the pollutants emitted by electrode production enterprises / K.V. Belokon, Y.A. Belokon, G.B. Kozhemyakin, E.V. Matukhno // Scientific bulletin of National Mining University. – № 3 (153). – 2016. – P. 87–94.

References

Arkatova L.A. Intermetallides as the catalysts for carbon dioxide reforming of methane. Catalysis Today, vol. 299,

pp. 303−316 (2018).

Armbrüster M., Schlögl R., Grin Y. Intermetallic compounds in heterogeneous catalysis – A quickly developing field, Science and Technology of Advanced Materials, 2014, vol. 15, issue 3, № 034803. doi: 10.1088/1468-6996/15/3/034803

Liu, Q. Zhong Z., Gu F. CO methanation on ordered mesoporous Ni−Cr–Al catalysts: Effects of the catalyst structure and Cr promoter on the catalytic properties, Journal of Catalysis, 2016, vol. 337, pp. 221–232.

Cheylytko A. Issledovanie formirovaniya por vo vspuchivayuschemsya materiale [Investigation of pore formation in intumescent material]. Tehnologicheskiy audit i rezervyi proizvodstva [Technological audit and production reserves]. 2013, no. 13, pp. 38–40 (in Russian).

Chudnovsky A.F. Teplofizicheskie harakteristiki dispersnyih materialov [Thermophysical characteristics of dispersed materials]. Moscow : State Publishing House of Physics and Mathematics, 1962, 456 p. (in Russian).

Freire-Gormaly M. The pore structure of indiana limestone and pink dolomite for the modeling of carbon dioxide in geologic carbonate rock formations. Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Toronto, 2013, 96 p.

Belokon K., Belokon Y., Kozhemyakin G. and Matukhno E. Environmental assessment of the intermetallic catalysts utilization efficiency for deactivation of the pollutants emitted by electrode production enterprises. Scientific bulletin of National Mining University, 2016, no. 3 (153), pp. 87−94.


Пристатейна бібліографія ГОСТ