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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».