Координатор: акад. Пармон В. Н.
Исполнители: ИК, ИТПМ, КТИГИТ, ИХТТМ, НИОХ, ИГиЛ, ИТ СО РАН
Разработаны основы теории сверхзвуковых газодинамических химических реакторов для промышленного пиролиза легких углеводородов. Найдены принципиальные технические решения по обеспечению интенсивного энерговвода в сверхзвуковой ускоряющийся поток газа. Создан стенд лазерной спектроскопии с аппаратурой для бесконтактного обнаружения углеводородных радикалов в сверхзвуковых газовых потоках. Изготовлены и испытаны узлы экспериментально-демонстрационного образца сверхзвукового газодинамического реактора (рис. 1).
 |
Рис. 1. Экспериментальная установка для газодинамического пиролиза легких углеводородов. 1 - газодинамический реактор, 2 - шлирен-прибор теневого исследования газодинамического потока, 3 - приборы управления и диагностики потока. Fig. 1. Experimental unit for gas-dynamic pyrolysis of light hydrocarbons. 1 - gas-dynamic reactor, 2 - schlieren-system for gas-dynamic flow investigation, 3 - flow control and diagnostic devices. |
Разработан, изготовлен и испытан макетный образец центробежного флаш-реактора “ЦЕФЛАР-1” для управляемой термоударной активации порошковых материалов при температурах до 600 °С (рис. 2). Экспериментально подтверждены уникальные эксплуатационные свойства реакторов типа “ЦЕФЛАР” для получения химически активных соединений и последующего синтеза функциональных материалов (катализаторов, носителей, сорбентов, наполнителей). Получены активная окись алюминия из продуктов термоударной активации гиббсита, а также активированная бентонитовая глина.
 |
Рис. 2. Макетный образец центробежного флаш-реактора "ЦЕФЛАР-1" для термоударной обработки порошков в опытном цехе КТИГИТ. Fig. 2. CEFLAR-1 - the experimental model of a Centrifugal Flash Reactor for rapid thermal treatment of powders in experiment shop of Technological Design Institute of Hydro-Pulse Techniques of SB RAS. |
Создан и испытан роторно-инерционный биореактор “РИБ” с рабочим объемом 2 л для ферментативного гидролиза крахмалсодержащего сырья до крахмальных паток и глюкозных сиропов. Скорость данного процесса в сопоставимых и пока не оптимизированных условиях в 2 раза выше скорости в традиционных биореакторах (рис. 3). Разработаны эффективные носители-адсорбенты для иммобилизации биокатализаторов — ферментов и бактериальных клеток (рис. 4), а также способы фиксации ферментов на их поверхности.
 |
 |
|
Рис. 3. Роторно-инерционный демонстрационный биореактор "РИБ" с рабочим объемом 2 л для ферментативного гидролиза крахмала/сахарозы. Fig. 3. 2-liter Rotor-Inertial Bioreactor (RIB) for enzymatic hydrolysis of starch/sucrose. |
Рис. 4. Примеры разнообразия структур поверхностного слоя углерод-минеральных носителей, разработанных для
закрепления микроорганизмов и ферментов. Fig. 4. Morphology of carbon layers on the surface of carbon-mineral supports developed for the enzymes and microorganisms immobilization. |
Сформулированы требования к вихревому центробежному барботажному реактору (ВЦБР). Отработаны методы расчета его основных гидродинамических параметров. Проанализированы особенности кинетики массопереноса в среде с быстро обновляемой поверхностью контакта газ — жидкость. Изготовлен опытный образец ВЦБР и создан экспериментальный стенд на его основе (рис. 5). Показана возможность интенсификации перспективных химических процессов в ВЦБР. Создана гидродинамическая модель реактора для исследования его физико-химической и режимных характеристик. Разработана методика моментальной фотосъемки с высоким временнÏ м разрешением (10–4 с) и установлено, что образующийся в реакторе вихревой газожидкостный слой обладает пенной структурой с жидкой пленкой толщиной ~100 микрон, что обеспечивает высокие скорости тепло- и массопереноса.
 |
Рис. 5. Экспериментальный стенд с ВЦБР для исследования его физико-химических параметров и проведения химических реакций. Fig. 5. Experimental setups with VCBR (Vortex Centrifugal Bubbling Reactor) for studying its physico-chemical parameters and carrying out chemical reactions. |
Разработана конструкция центробежных эллиптических мельниц-активаторов с эллиптической траекторией шаров, не имеющей мертвых зон, в которых вещество не подвергается механическому воздействию. Запатентованы технические решения и изготовлены опытные образцы центробежных эллиптических мельниц (рис. 6) с производительностью до 100 и до 1000 кг обрабатываемого вещества в час. Проведены сравнительные испытания мельницы-активатора в технологических процессах, в частности, активации кварцевого песка и создания гелевых композиций для ремонта нефтяных скважин. Достигнуты большие эффективность измельчения и степень аморфизации кварцевого песка в новых активаторах по сравнению с известными виброцентробежными и вибрационными мельницами.
 |
Рис. 6. Центробежная эллиптическая мельница. Fig. 6. The centrifugal elliptic mill. |
 Оглавление |
Далее 
|