В 2010 году началась опытно-промышленная эксплуатация второй котельной мощностью 5 Гкал/ч в режиме выработки тепловой энергии для нужд отопления и горячего водоснабжения производственных и коммунальных объектов г. Юрга (Кемеровская область). Блочная модульная котельная на базе каталитической теплофикационной установки позволяет контролировать и автоматически управлять значениями параметров теплоносителя, подаваемого в систему отопления, вентиляции и горячего водоснабжения и, тем самым, оптимизировать теплопотребление и создавать комфортные климатические условия в отапливаемых помещениях.

Работа котельной основана на сжигании твердого топлива в кипящем слое дисперсного катализатора. При этом в качестве топлива могут быть использованы низкокалорийные топлива, отходы углеобогащения, торф, органические и древесные отходы без переналадки оборудования котла. За счет увеличения степени выгорания топлив и снижения теплопотерь расход топлива сокращается на 20-30%. Снижение температуры сгорания топлива с 1200°C до 700-750°Cпозволяет снизить требования к конструкционным материалам котла. Существенным преимуществом котельной является снижение выбросов загрязняющих веществ (оксиды азота, серы и др.) более чем в 10 раз.

Исполнители: Яковлев В.А., Симонов М.Д.

В Институте катализа им Г.К. Борескова СО РАН разработан способ приготовления Pt (0.8% мас.)/Al₂O₃ с узким (монодисперсным) распределением частиц платины по размерам и возможностью варьирования среднего размера металлических частиц в широком диапазоне (1-15 нм). Детальное изучение размерных эффектов в полном окислении углеводородов различной длины (С₁-С₆) на этих катализаторах позволило установить оптимальный средний размер наночастиц платины (2-4 нм), который обеспечивает выход на плато TOF (каталитической активности, отнесенной на 1 поверхностный атом платины) и максимум полной эффективности катализатора (на 1 г платины). Использование разработанной процедуры приготовления платиновых катализаторов на Заводе автомобильных катализаторов УЭХК в опытно-промышленном масштабе позволило снизить содержание платины в катализаторе в три раза при сохранении потребительских характеристик (температура пятидесятипроцентной конверсии СО и C_XH_Y), что уменьшило стоимость нейтрализаторов выхлопных газов бензиновых двигателей автомобилей.

Исполнители: Бухтияров В.И., Бекк И.Э.

В Институте катализа им Г.К. Борескова СО РАН выполнено моделирование гидродинамики реагирующих газовых потоков в структурированных монолитных катализаторах при протекании экзотермической гетерогенной реакции с использованием методов СFD (Computer Fluid Dynamics). Изучение влияния распределения скоростей течения реакционного газа на интенсивность тепло- и массообмена и скорость каталитического превращения реагентов проведено с использованием пакета вычислительной гидродинамики Fluent-6 на основе решения системы 3-х-мерных уравнений Навье-Стокса. На примере реакции окисления метана получено пространственное распределение скоростей газового потока, температур и концентраций реагентов в каналах и стенках сотовой частицы катализатора с проницаемыми стенками.

Показано, что по всей длине блока не происходит стабилизации потока газа. Интенсивная перестройка потока наблюдается вблизи входа в канал, что приводит к высоким локальным скоростям процессов переноса и проникновению реагирующего потока внутрь пористой структуры через фронтальную поверхность блока, обуславливая высокие градиенты скоростей реакции и температур в начальной части монолита.

Развитие теории структурированных каталитических систем с применением вычислительной гидродинамики позволит сформулировать условия для разработки оптимальных форм и размеров структурированных катализаторов и реализации устойчивых оптимальных технологических режимов, что особенно важно при разработке высокоэкзотермических процессов.

Исполнители: Кленов О.П., Покровская С.А., Чумакова Н.А.

являющейся предшественником широко распространенного гербицида – глифосата. Установлено, что промежуточным продуктом образования динатриевой соли иминодиуксусной кислоты является N-(2-гидроксиэтил) глицин.

На основе полученных экспериментальных данных показано, что использование микрореактора позволяет проводить реакцию окислительного дегидрирования диэтаноламина (ДЭА) в более мягких условиях, получая более высокий выход продукта. Эксперименты по сопоставлению удельной производительности реактора автоклавного типа с разработанным микрореактором ромбического типа показали, что удельная производительность микрореактора по конечному продукту на порядок выше, чем при использовании автоклава.

Конструкционные особенности микрореакторных систем позволяют организовать слой катализатора максимально доступным для реагентов и осуществлять реакцию получения динатриевой соли иминодиуксусной кислоты в более мягких условиях.

Исполнители: Пай З.П., Макаршин Л.Л.

В Институте катализа им. Г.К. Борескова СО РАН детально исследован процесс каталитического пиролиза галогензамещенных углеводородов на массивных сплавах на основе никеля, приводящий к образованию волокнистых углеродных материалов. Установлено, что фактором, определяющим толщину углеродного волокна, образующегося в результате углеродной эрозии массивных металлов, является природа заместителей.

Показано, что при нагреве массивного сплава в среде 1,2-дихлорэтана происходит его первичное диспергирование на частицы размером 0,25 мкм, отрываемые от поверхности растущими волокнами. После замены хлорзамещенного углеводорода на фторуглеводород наблюдается вторичное диспергирование оторванных от поверхности массива частиц сплава и образование углеродных волокон, характеризующихся в 10-15 раз меньшей толщиной. Использование данного подхода позволяет синтезировать углерод-углеродные композитные материалы бимодальной нановолокнистой структуры.

Исполнители: Мишаков И.В., Буянов Р.А., Бауман Ю.И.