Aвтоматизированный топливный процессор получения синтез-газа

Для проведения реакции паровой конверсии природного газа в синтез-газ разработан эффективный теплопроводный катализатор на сетчатом носителе регулярной структуры. С использованием этого катализатора изготовлен и испытан интегрированный по теплу блок риформера с удельной производительностью по синтез-газу до 0,13 м³/ч. На основе блока риформера создан первый в России автоматизированный топливный процессор получения синтез-газа, необходимого для питания энергоустановок на базе твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ).

АННОТАЦИЯ:

AВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ПРОЦЕССОР ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА

Проведены исследования по разработке компактных и надежных топливных процессоров - устройств получения из углеводородного топлива водородсодержащего газа для питания топливных элементов. В основе действия топливного процессора для энергоустановок на основе ТОТЭ лежат каталитические процессы селективного окисления, паровой и автотермической конверсии углеводородного топлива в синтез-газ.

Для осуществления реакции паровой конверсии природного газа в Институте разработан новый теплопроводный катализатор на сетчатом носителе регулярной структуры. С использованием катализатора изготовлен и испытан интегрированный по теплу блок риформера для проведения реакции паровой конверсии природного газа в синтез-газ. Риформер включает: нагревательное устройство (двухступенчатое сжигание природного газа) для разогрева конструкции и поддержания тепловых режимов, узел с сопряженными по теплу экзотермическими и эндотермическими каналами с высокотеплопроводным катализатором, рекуперативный теплообменник-испаритель.

На основе блока риформера создан первый в России автоматизированный топливный процессор получения синтез-газа, необходимого для питания энергоустановок на базе ТОТЭ. Топливный процессор включает: блок сероочистки природного газа, интегрированный блок риформера, систему подачи природного газа, воды, воздуха, контрольно-измерительные датчики температуры, давления, расходов реагентов, систему автоматизированного управления и регулирования работой топливного процессора (измерение и регистрация температур, давлений, расходов, а также управление расходами реагентов, запорными и переключающими клапанами, пусковым устройством риформера). Результаты испытаний топливного процессора показали следующие результаты:

• устойчивая работа при изменении расхода природного газа от 0,15 до 1,3 м³/час;
• производительность по синтез-газу - до 5 м³/час;
• содержание Н₂ в синтез-газе - 75% об.;

Работа выполнена совместно с ФГУП РФЯЦ ВНИИЭФ (г. Саров) и частично профинансирована ОАО "ГМК "Норильский никель".