Thermodynamic evaluation of hydrogen production modes during pyrolysis of ammonia in a filtration combustion moving bed reactor

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

A new process has been proposed for pyrolysis of ammonia in a filtration combustion moving bed reactor to produce hydrogen. The process can be implemented in reactors with energy recovery with separate supply of reagents (including swiss-roll reactor, etc.). The mass-energy balance of the process was calculated. The analysis of pyrolysis products was carried out under the condition of thermodynamic equilibrium with varying temperature and pressure. The system pressure varied from 1 to 10 bar. The temperature range from 300 to 1100 K was considered. It has been shown that ammonia pyrolysis ends at a temperature of 620 K at atmospheric pressure. An increase in pressure in the system led to a slight increase in the temperature of ammonia pyrolysis. The portion of hydrogen that needs to be burned to cover the energy for heating and pyrolysis of the initial ammonia in the case of an adiabatic reactor was 0.13. From one mole of ammonia it is possible to obtain 1.31 moles of hydrogen.

Негізгі сөздер

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

E. Salgansky

FRC Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: sea@icp.ac.ru
Ресей, Chernogolovka

M. Salganskaya

FRC Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: sea@icp.ac.ru
Ресей, Chernogolovka

I. Sedov

FRC Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: sea@icp.ac.ru
Ресей, Chernogolovka

Әдебиет тізімі

  1. M. Romanello, C. Napoli, C. Green et al., The Lancet. 402, 10419 (2023). https://doi.org/10.1016/S0140-6736(23)01859-7
  2. G. Krauklit, and K. Aghayeva, Sciences of Europe. 110, 77 (2023). https://doi.org/10.5281/zenodo.7618453
  3. M. Mohammadi, H. Jafari, M. Etemadi, et al., Disaster medicine and public health preparedness. 17, 558 (2023). https://doi.org/10.1017/dmp.2023.225
  4. N.V. Lobus, M.A. Knyazeva, A.F. Popova, et al., C-Journal of Carbon. 9 (4), 120 (2023). https://doi.org/10.3390/c9040120
  5. K. Lianwei, P. Weiguo, Z. Jaikai, et al., Fuel. 332, 126150 (2023). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.126150
  6. C. Tao, Z. Dan, and G. Ephraim, Chem. Eng. J. 458, 141391 (2023). https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141391
  7. Yu.V. Maksimov, V.K. Imshennik, S.V. Novichikhin, et al., Russ. J. Phys. Chem. B 17, 620 (2023). https://doi.org/10.1134/S1990793123030089
  8. S.M. Yunusov, E.S. Kalyuzhnaya, V.B. Shura, et al., Russ. Chem. Bull. 60 (9), 1842 (2011). https://doi.org/10.1007/s11172-011-0278-5
  9. S. Nithya, A. Chinnathambi, S. Ali Alharbi, et al., Fuel. 361, 130628 (2024). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.130628
  10. V.F. Zakaznov, L.A. Kursheva, and Z.I. Fedina, Combust. Explos. Shock Waves. 14 (6), 710 (1978). https://doi.org/10.1007/BF00786097
  11. C. Lhuillier, P. Brequigny, N. Lamoureux, et al., Fuel. 263, 116653 (2020). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116653
  12. V.V. Kalinchak, A.S. Chernenko, V.V. Kulagin, et al., Khimicheskaya fizika. 35 (2), 61 (2016). https://doi.org/10.7868/S0207401X16020060
  13. Y. Tang, D. Xie, B. Shi, et al., Fuel. 313, 122674 (2022). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122674
  14. A. Valera-Medina, M.O. Vigueras-Zuniga, H. Shi, et al., Int. J. Hydrog. Energy. 49, 1597 (2024). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.10.241
  15. M. Kovaleva, A. Hayakawa, S. Colson, et al., Fuel Commun. 10, 100054 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jfueco.2022.100054
  16. A. Alfazazi, E. Es-sebbar, X. Zhang, et al., Appl. Energy Combust. Sci. 12, 100099 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jaecs.2022.100099
  17. K.P. Shrestha, B.R. Giri, A.M. Elbaz, et al., Fuel Commun. 10, 100051 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jfueco.2022.100051
  18. P. Ronan, B. Pierre, M.R. Christine, et al., Fuel Commun. 10, 100052 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jfueco.2022.100052
  19. J.S. Cardoso, V. Silva, J.A.M. Chavando, et al., Fuel Commun. 10, 100055 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jfueco.2022.100055
  20. B. Mei, J. Zhang, X. Shi, et al., Combust. Flame. 231, 111472 (2021). https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2021.111472
  21. K. Ryu, G.E. Zacharakis-Jutz, and S.C. Kong, Int. J. Hydrog. Energy. 39 (5), 2390 (2014). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2013.11.098
  22. S.S. Gill, G.S. Chatha, A. Tsolakis, et al., Int. J. Hydrog. Energy. 37 (7), 6074 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.12.137
  23. A. Mercier, C. Mounaïm-Rousselle, P. Brequigny, et al., Fuel Commun. 11, 100058 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jfueco.2022.100058
  24. O.S. Rabinovich, A.I. Malinouski, V.M. Kislov, et al., Combust. Theor. Model. 20 (5), 877 (2016). https://doi.org/10.1080/13647830.2016.1190034
  25. L. Jiaxin, Y. Guangyao, W. Shixuan, et al., Fuel. 349, 128740 (2023). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.128740
  26. M.A. Mujeebu, Appl. Energy. 173, 210 (2016). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.04.018
  27. B.G. Trusov, Proceedings of the 14th International Conference on Chemical Thermodynamics (NIIKh SPbGU, St. Petersburg). 483 (2002).
  28. V.V. Petrov, Y.N. Varzarev, A.P. Starnikova, and Kh.A. Abdullin, Russ. J. Phys. Chem. B 14, 117 (2020). https://doi.org/10.1134/S199079312001025X
  29. F.F. Tabrizi, S. Mousavi, and H. Atashi, Energy Convers. Manag. 103, 1065 (2015). https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.07.005
  30. A.M. Tereza, S.P. Medvedev, and V.N. Smirnov, Acta Astronaut. 176, 653 (2020). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.03.045
  31. A.M. Tereza, and E.K. Anderzhanov, Russ. J. Phys. Chem. B 13, 626 (2019). https://doi.org/10.1134/S1990793119040262
  32. A.M. Tereza, P.V. Kozlov, G.Y. Gerasimov, et al., Acta Astronaut. 204, 705 (2023). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.11.001
  33. E.A. Salgansky, A.Yu. Zaichenko, D.N. Podlesniy, et al., Fuel. 210, 491 (2017). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.08.103
  34. M. Toledo, A. Arriagada, N. Ripoll, et al., Renewable Sustainable Energy Rev. 177, 113213 (2023). https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113213
  35. M.V. Salganskaya, S.V. Glazov, E.A. Salganskii, et al., Russ. J. Phys. Chem. B 2 (1), 71 (2008). https://doi.org/10.1134/S1990793108010119
  36. M.V. Tsvetkov, and E.A. Salganskii, Russ. J. Appl. Chem. 91 (7), 1129 (2018). https://doi.org/10.1134/S1070427218070108
  37. M.V. Grishin, A.K. Gatin, V.G. Slutsky, et al., Russ. J. Phys. Chem. B 12, 937 (2018). https://doi.org/ 10.1134/S1990793118050068

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Scheme of a filtration combustion reactor with a moving bed of coolant with separate supply of reagents.

Жүктеу (26KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Dependences of the volumetric content of gaseous products of ammonia pyrolysis (1 – NH3, 2 – H2, 3 – N2) on temperature at different pressures: a – 1, b – 5, c – 10 bar.

Жүктеу (37KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Dependence of the temperature of complete pyrolysis of ammonia (T*) on pressure (P).

Жүктеу (7KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 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».