Інтенсифікації ендотермічних стадій реакцій горіння і окиснення, розробка електронно-каталітичних процесів та технологій

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorВязовик, Віталій Миколайович
dc.date.accessioned2018-03-06T13:07:45Z
dc.date.available2018-03-06T13:07:45Z
dc.date.issued2018
dc.descriptionРобота виконана на кафедрі хімічних технологій та водоочищення Черкаського державного технологічного університету Міністерства освіти і науки України.uk
dc.description.abstractenDissertation is devoted to the development of technologies for the intensification of endothermic stages of combustion and oxidation reactions on hydrocarbon gases and solid hydrocarbons based on the directional action of artificially created low-temperature plasmas with the ordered motion of "slow" electrons in the presence of a heterogeneous catalyst and determining the optimum conditions for carrying out these processes. A new direction has been developed in carrying out oxidation processes, which are based on the use of a low-temperature plasma with the ordered motion of "slow" electrons in the presence of a heterogeneous catalyst for the intensification of the endothermic stages of combustion and oxidation reactions on hydrocarbon gases and solid hydrocarbons. An artificially created low-temperature nonequilibrium plasma, with its short-term action on the object of combustion or oxidation, makes it possible to conduct a chemical reaction, which under normal conditions is possible at considerable energy costs, or proceed very slowly. Minimization of energy consumption in the proposed processes is achieved by using catalysis in the discharge zone. To create a low-temperature plasma, it is proposed to use a barrier and volume discharge. This direction was called the electron-catalytic method. The use of this method in combustion and oxidation processes allows a much smaller amount of energy to be expended on the process of intensification of endothermic stages due to the use of the energy of "slow" elecrons, the formation of which is affected by the nonequilibrium plasma. When the fuel mixture burns in the presumed zone, the water content significantly decreases, and a large amount of energy is consumed to destroy it. Instead, radicals and ions are formed, the heat capacity of which is much less than the heat capacity of water and always has a negative value. Energy, which was spent for destruction, is applied to the total energy that exerts electrons and protons. The total energy contribution of all compounds formed during the compounds is sufficient to initiate both the burning process and the oxidation of various compounds. For the gas phase, an additional energy effect was achieved in the amount of 12-15% of the amount of energy released during the usual combustion of fuel.uk
dc.description.abstractruДиссертация посвящена вопросам разработки технологий интенсификация эндотермических стадий реакций горения і окисления углеводородные газы и твердые углеводороды, которые базируются на использовании направленного действия искусственно созданной низкотемпературной плазм с упорядоченным движением «медленных» электронов в присутствии гетерогенного катализатора и определении оптимальных условий проведения этих процессов. Разработано новое направление в проведении окислительных процессов, которые базируются на использовании низкотемпературной плазмы с упорядоченным движением «медленных» электронов в присутствии гетерогенного катализатора для интенсификация эндотермических стадий реакций горения і окисления на катализаторах углеводородные газы и твердые углеводороды,. Искусственно созданная низкотемпературная неравновесная плазма, при её кратковременном действии на объект горения или окисления, дает возможность проводить химическую реакцию, которые в обычных условиях возможны при значительных энергозатратах, или протекают очень медленно. Минимизация энергозатрат в предлагаемых процессах достигаются при использовании катализе в зоне разряда. Для создания низкотемпературной плазмы предложено использовать барьерный и объемный разряд. Это направление получило название электронно-каталитический метод (ЭКМ). Использования этого метода в процессах горения и окисления позволяет расходовать на процесс интенсификации эндотермических стадий значительно меньшее количество энергии благодаря использованию энергии «медленных» элекронов, на образование которых влияет неравновесная плазма. При горении топливной смеси в предполумьяний зоне значительно уменьшается содержание воды, на разрушение которой расходовалось большое количество энергии. Вместо нее образуются радикалы и ионы, теплоемкость которых значительно меньше теплоемкости воды и всегда имеет отрицательное значение. Энергия, которая тратилась на разрушение, прилагается к суммарной энергии, оказывающих электроны и протоны. Суммарный энергетический вклад всех образующихся при соединений, достаточный, чтобы инициировать как процесс горения, так и окисления различных соединений. Для газовой фазы достигался дополнительный энергетический эффект в размере 12-15% от количества энергии, выделяемую при обычном сгорании топлива. В условиях ЭКМ на химический процесс влияют факторы: упругое и неупругое соприкосновения электронов и частиц, Ионизация, колебательное возбуждение и диссоциация молекул, температурная неоднородность между газовым потоком и потоком низкотемпературной плазмы, резонанс частоты колебаний молекул и электрического разряда. Существенное влияние оказывают диссоциативное прилипания, которое протекает при соприкосновении электронный с молекулой с образованием промежуточного агента - отрицательно заряженного иона, который затем разлагается на фрагменты, один из которых имеет отрицательный заряд и электронное возбуждение. При использовании низкотемпературной плазмы перед зоной реакции возникают резонансные частоты колебаний, которые могут вступать в резонанс с молекулой и инициировать первичные стадии горения и окисления сырья. Для электрического барьерного разряда характерно ряд температурных неоднородностей. При наложении электрического разряда на пламя под действием электромагнитного поля и потока электронов происходит направленное движение положительных частиц, которые образуются в пламени. Под действием электронов количество этих ионов увеличивается. Действие этого направленного движения ионизированных частиц увеличивает скорость процесса горения, благодаря более интенсивному движению частиц и изменении поверхности контакта. Использование ЭКМ интенсификации процесса горения твердого топлива позволяет повысить выход летучих соединений, в составе которых содержатся вещества, теплоты сгорания которых значительно выше, чем теплота сгорания веществ, которые образовались при обычном термолизе. Кроме того, использование ЭКМ приводит к образованию летучих соединений при значительно меньших температурах, что позволяет использовать избыток теплоты, образовавшийся на целевые нужды. Были проведены исследования горения и окисления углеводородных газов, в результате которых установлено: - оптимальные условия проведения электронно-каталитической интенсификации первичных стадий процессов горения и окисления газообразного и твердого топлива. Достигнуты значительные повышения выделения тепла для различных видов топлива. - влияние состава катализаторов на процесс окисления и горения газообразного топлива. Для ЭКМ наиболее эффективны катализаторы, содержащие никель и хром. - влияние параметров напряжения и формы синусоиды тока на процесс горения газообразного топлива. Наибольший эффект достигается при увеличении напряжения разряда и нижней синусоиде тока. Исследован процесс неполного окисления метана с использованием ЭКМ с образованием формальдегида и метанола. Получены зависимости формальдегида при разных составах исходной смеси и температуре. Для процесса сжигания твердого топлива определено влияние напряжения на процесс выделения газообразных веществ при термолизии топлива. Полученные зависимости выделение тепла от напряжения при сжигании антрацита, древесины и пеллет. При использовании ЭКМ в процессах горения достигнуто уменьшение выбросов оксидов углерода (II) до 52% и оксидов азота до 80% при сжигании твердого топлива. Составлены и решены математические модели процессов горения углеводородных газов, угля и древесины, процесса неполного окисления метана и формальдегид. Были предложены методы электронно-каталитической интенсификации процесса горения газообразного топлива, угля и древесины; метод синтеза формальдегида при атмосферном давлении.uk
dc.description.abstractukДисертація присвячена питанням розробки технологій інтенсифікації первинних ендотермічних стадій реакцій горіння та окиснення сировини, що містять вуглеводневі гази і тверді вуглеводні, які базуються на використанні направленої дії штучно створеної низькотемпературної плазми з упорядкованим рухом «повільних» електронів в присутності гетерогенного каталізатору та визначення оптимальних умов проведення цих процесів. Розроблений новий напрям в проведенні окиснювальних процесів, який базується на використанні для інтенсифікації первинних ендотермічних стадій реакцій горіння та окиснення сировини, що містить вуглеводневі гази і тверді вуглеводні, низькотемпературної плазми з упорядкованим рухом «повільних» електронів в присутності гетерогенного каталізатору. Штучно створена низькотемпературна нерівноважна плазма, при її короткотривалій дії на об’єкт горіння або окиснення, дає можливість проводити хімічні реакції, які в звичайних умовах можливі при значних енерговитратах або не протікають, або протікають дуже повільно. Мінімізація енерговитрат в процесах, що пропонуються, досягається з використанням каталізу в зоні розряду. Для створення низькотемпературної плазми запропоновано використання бар′єрного та об′ємного розрядів. Цей напрям отримав назву електронно-каталітичний метод. Використання цього методу в процесах горіння і окиснення дозволяє витрачати на процес інтенсифікації ендотермічних стадій значно меншу кількість енергії завдяки використанню енергії «повільних» електронна, на утворення яких впливає нерівноважна плазма. При горінні паливної суміші в предполумьяній зоні значно зменшується вміст води, на руйнування якої витрачалося велика кількість енергії. Замість неї утворюються радикали і іони, теплоємність яких значно менше теплоємності води і завжди має негативне значення. Енергія, яка витрачалася на руйнування, додається до сумарної енергії, що надають електрони і протони. Сумарний енергетичний внесок всіх утворюються при з'єднань, достатній, щоб ініціювати як процес горіння, так і окислення різних з'єднань. Для газової фази досягався додатковий енергетичний ефект в розмірі 12-15% від кількості енергії, що виділяється при звичайному згорянні палива.uk
dc.format.page42 с.uk
dc.identifier.citationВязовик, В. М. Інтенсифікації ендотермічних стадій реакцій горіння і окиснення, розробка електронно-каталітичних процесів та технологій : автореф. дис. … д-ра техн. наук. : 05.17.01 – технологія неорганічних речовин / Вязовик Віталій Миколайович. – Київ, 2018. – 42 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/22258
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectелектронно-каталітичний методuk
dc.subjectбар’єрний розрядuk
dc.subjectнизькотемпературна плазмаuk
dc.subjectгорінняuk
dc.subjectокисненняuk
dc.subjectметанuk
dc.subjectкисневмісні радикалиuk
dc.subjectelectron-catalytic methoduk
dc.subjectbarrier dischargeuk
dc.subjectlow-temperature plasmauk
dc.subjectcombustionuk
dc.subjectoxidationuk
dc.subjectmethaneuk
dc.subjectoxygen-containing radicalsuk
dc.subjectэлектронно-каталитический методuk
dc.subjectбарьерный разрядuk
dc.subjectнизкотемпературна плазмаuk
dc.subjectгорениеuk
dc.subjectокислениеuk
dc.subjectметанuk
dc.subjectкислородсодержащие радикалыuk
dc.subject.udc662.6/.9-09(043.3)uk
dc.titleІнтенсифікації ендотермічних стадій реакцій горіння і окиснення, розробка електронно-каталітичних процесів та технологійuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
Viazovyk_aref.doc
Розмір:
6.03 MB
Формат:
Microsoft Word
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (вільний доступ)