Термодинамическая оценка режимов получения водорода при пиролизе аммиака в реакторе фильтрационного горения с подвижным слоем теплоносителя

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложено использовать процесс пиролиза аммиака в реакторе фильтрационного горения с подвижным слоем теплоносителя с целью получения водорода. Процесс может быть реализован в реакторах с рекуперацией энергии при раздельной подаче реагентов (в том числе в реакторах типа Swiss Roll и др.). Рассчитан массово-энергетический баланс процесса. Анализ продуктов пиролиза проводился при условии термодинамического равновесия с варьированием температуры (300–1100 К) и давления (1–10 бар). Показано, что при атмосферном давлении пиролиз аммиака заканчивается до температуры 620 К. Повышение давления в системе приводило к небольшому увеличению температуры полного термического разложения аммиака. Доля сжигаемого водорода, необходимого для покрытия энергетических затрат на нагрев и пиролиз исходного аммиака в случае адиабатического реактора, составила 0.13. Из одного моля аммиака можно получить 1.31 моля водорода.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Салганский

ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: sea@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

М. В. Салганская

ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: sea@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

И. В. Седов

ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: sea@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Romanello M., Napoli C., Green C., et al. // The Lancet. 2023. V. 402. N 10419. P. 2346. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(23)01859-7
  2. Крауклит Г.В., Агаева К.С. // Sciences of Europe. 2023. N 110. P. 77. https://doi.org/10.5281/zenodo.7618453
  3. Mohammadi M., Jafari H., Etemadi M., et al. // Disaster medicine and public health preparedness. 2023. V. 17. P. 558. https://doi.org/10.1017/dmp.2023.225
  4. Lobus N.V., Knyazeva M.A., Popova A.F., et al. // C-Journal of Carbon. 2023. V. 9. N 4. Article 120. https://doi.org/10.3390/c9040120
  5. Lianwei K., Weiguo P., Jaikai Z., et al. // Fuel. 2023. V. 332. Article 126150. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.126150
  6. Tao C., Dan Z., Ephraim G. // Chem. Eng. J. 2023. V. 458. Article 141391. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141391
  7. Максимов Ю.В., Имшенник В.К., Новичихин С.В. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 5. С. 75. https://doi.org/10.31857/S0207401X23050084
  8. Юнусов С.М., Калюжная Е.С., Мороз Б.Л. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2011. № 9. С. 1811.
  9. Nithya S., Chinnathambi A., Ali Alharbi S., et al. // Fuel. 2024. V. 361. Article 130628. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.130628
  10. Заказнов В.Ф., Куршева Л.А., Федина З.И. // ФГВ. 1978. Т. 14. № 6. С. 22.
  11. Lhuillier C., Brequigny P., Lamoureux N., et al. // Fuel. 2020. V. 263. Article 116653. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116653
  12. Калинчак В.В., Черненко А.С., Калугин В.В. и др. // Хим. физика. 2016. Т. 35. № 2. С. 61. https://doi.org/10.7868/S0207401X16020060
  13. Tang Y., Xie D., Shi B. et al. // Fuel. 2022. V. 313. Article 122674. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122674
  14. Valera-Medina A., Vigueras-Zuniga M.O., Shi H. et al. // Int. J. Hydrog. Energy. 2024. V. 49. P. 1597. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.10.241
  15. Kovaleva M., Hayakawa A., Colson S. et al. // Fuel Commun. 2022. V. 10. Article 100054. https://doi.org/10.1016/j.jfueco.2022.100054
  16. Alfazazi A., Es-sebbar E., Zhang X. et al. // Appl. Energy Combust. Sci. 2022. V. 12. Article 100099. https://doi.org/10.1016/j.jaecs.2022.100099
  17. Shrestha K.P., Giri B.R., Elbaz A.M. et al. // Fuel Commun. 2022. V. 10. Article 100051. https://doi.org/10.1016/j.jfueco.2022.100051
  18. Ronan P., Pierre B., Christine M.R. et al. // Fuel Commun. 2022. V. 10. Article 100052. https://doi.org/10.1016/j.jfueco.2022.100052
  19. Cardoso J.S., Silva V., Chavando J.A.M. et al. // Fuel Commun. 2022. V. 10. Article 100055. https://doi.org/10.1016/j.jfueco.2022.100055
  20. Mei B., Zhang J., Shi X. et al. // Combust. Flame. 2021. V. 231. Article 111472. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2021.111472
  21. Ryu K., Zacharakis-Jutz G.E., Kong S.C. // Int. J. Hydrog. Energy. 2014. V. 39. N 5. P. 2390. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.11.098
  22. Gill S.S., Chatha G.S., Tsolakis A. et al. // Int. J. Hydrog. Energy. 2012. V. 37. N 7. P. 6074. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.12.137
  23. Mercier A., Mounaïm-Rousselle C., Brequigny P., et al. // Fuel Commun. 2022. V. 11. Article 100058. https://doi.org/10.1016/j.jfueco.2022.100058
  24. Rabinovich O.S., Malinouski A.I., Kislov V.M., et al. // Combust. Theor. Model. 2016. V. 20. N. 5. P. 877. https://doi.org/10.1080/13647830.2016.1190034
  25. Jiaxin L., Guangyao Y., Shixuan W. et al. // Fuel. 2023. V. 349. Article 128740. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.128740
  26. Mujeebu M.A. // Appl. Energy. 2016. V. 173. P. 210. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.04.018
  27. Трусов Б.Г. // XIV Междунар. конф. по хим. термодинамике. Спб: НИИХ СПбГУ, 2002. С. 483.
  28. Петров В.В., Варзарев Ю.Н., Старникова А.П., Абдуллин Х.А. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 2. С. 37. https://doi.org/10.31857/S0207401X20020089
  29. Tabrizi F.F., Mousavi S.A.H.S., Atashi H. // Energy Convers. Manag. 2015. V. 103. P. 1065. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.07.005
  30. Tereza A.M., Medvedev S.P., Smirnov V.N. // Acta Astronaut. 2020. V. 176. P. 653. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.03.045
  31. Тереза А.М., Андержанов Э.К. // Хим. физика. 2019. Т. 38. № 8. С. 58. https://doi.org/10.1134/S0207401X19080120
  32. Tereza A.M., Kozlov P.V., Gerasimov G.Y. et al. // Acta Astronaut. 2023. V. 204. P. 705. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.11.001
  33. Salgansky E.A., Zaichenko A.Yu., Podlesniy D.N. et al. // Fuel. 2017. V. 210. P. 491. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.08.103
  34. Toledo M., Arriagada A., Ripoll N. et al. // Renewable Sustainable Energy Rev. 2023. V. 177. Article 113213. https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113213
  35. Салганская М.В., Глазов С.В., Салганский Е.А. и др. // Хим. физика. 2008. Т. 27. № 1. С. 27.
  36. Цветков М.В., Салганский Е.А. // ЖПХ. 2018. T. 91. N. 7. С. 988. https://doi.org/10.1134/S0044461818070095
  37. Гришин М.В., Гатин А.К., Слуцкий В.Г. и др. // Хим. физика. 2018. Т. 37. № 9. С. 74. https://doi.org/10.1134/S0207401X18090066

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема реактора фильтрационного горения с подвижным слоем теплоносителя при раздельной подаче реагентов.

Скачать (26KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости объемного содержания газообразных продуктов пиролиза аммиака (1 – NH3, 2 – H2, 3 – N2) от температуры при различных давлениях: а – 1, б – 5, в – 10 бар.

Скачать (37KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость температуры полного пиролиза аммиака (Т*) от давления (Р).

Скачать (7KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024