Эксπир
Регистрация / Вход

Исследование способов получения водородсодержащего газа конверсией углеводородного сырья и создание научно-технического задела для разработки новой эффективной технологии получения водорода высокой чистоты 99,99% об. в каталитических реакторах радиально-спирального типа

Информация отсутствует

Соисполнители

Этапы проекта

1
26.11.2007 - 07.12.2007
1. Характеристика созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции
Практически все действующие, разрабатываемые или предлагаемые технологии получения водородсодержащего газа и водорода методом конверсии природного газа базируются на использовании трубчатых печей, шахтных реакторов с применением кислорода для проведения процесса конверсии.
Традиционно применяемое теплообменное оборудование не позволяет осуществить глубокую рекуперацию и утилизацию тепла, особенно низкопотенциального, технологических и энергетических потоков.
Применяемые каталитические реакторы и адсорберы не позволяют использовать высокоактивные мелкозернистые катализаторы и адсорбенты.
Традиционно применяемые каталитические реакторы не обеспечивают проведение технологических процессов в оптимальных температурных условиях. Традиционно применяемые горелки и условия сжигания топлива создают условия для больших количеств вредных выбросов в окружающую среду (СО и NOx). Традиционно применяемое оборудование не позволяет создавать установки производства водорода малой производительности (1-100 кг/час).
Решение перечисленных проблем, позволит создать на следующих этапах работы энергосберегающую высокоэффективную технологию производства водородсодержащего газа и водорода.
Проведены патентные исследования, результаты которых будут использованы для дальнейшей статистической обработки и определения патентной ситуации в данной области и получения патента по тематике разработки.
2. Области и масштабы использования полученных результатов
В энергетике будущего важнейшая роль отводится водороду, представляющему собой чистый, СО2-нейтральный источник энергии, который может быть использован непосредственно для генерации электроэнергии с помощью топливных элементов как на транспорте, так и для децентрализованной генерации электроэнергии в стационарных системах энергоснабжения. В топливных элементах водород может быть чрезвычайно эффективно конвертирован в электроэнергию с получением в качестве побочного продукта воды. Указанная технология одинаково эффективна как на уровне частных потребителей, так и на городском уровне.
Накопленный научно-технический задел позволит создать новую эффективную энергосберегающую технологию получения водорода высокой чистоты в каталитических реакторах радиально-спирального типа на установках малой мощности в 2008 г. Стоимость водорода получаемого по новой технологии на установках серийного производства малой мощности (1-10 кг/час) не будет превышать 50-60 рублей за 1 кг водорода, а на установках средней и большой мощности не более 40-45 рублей за 1 кг водорода.
Развернуть
2
01.01.2008 - 31.05.2008
В результате исследований в области получения водородсодержащего газа из углеводородного сырья разработана технологическая схема установки получения водорода, на основе каталитических реакторов, использование которых позволяет создавать новые высокоэффективные энергосберегающие технологии в промышленности, в энергетике, на транспорте и т д.
Разработанный процесс паровой конверсией природного газа с использованием каталитических реакторов и теплообменных аппаратов новой конструкции, позволяет значительно снизить капитальные вложения, эксплуатационные затраты и значительно сократить вредные выбросы в атмосферу.
В реакторе паровой конверсии природного газа использовался высокоактивный мелкозернистый катализатор КФИ-10 с размером гранул 1,0-3 мм, применение которого позволяет уменьшить объем загрузки катализатора и размеры реактора при сохранении низкого гидравлического сопротивления зернистого слоя.
Использование каталитических реакторов, теплообменных и массообменных аппаратов данной конструкции в технологии производства водорода для процессов получения синтез-газа методом паровой каталитической конверсии природного газа, паровой конверсии оксида углерода, и выделения водорода требуемой чистоты, позволяет исключить применение кислорода, проводить каталитические процессы при оптимальных температурных условиях на высокоактивных мелкозернистых катализаторах, обеспечить глубокую утилизацию тепла, в том числе низкопотенциального, практически исключить вредные выбросы в окружающую среду.
Рассчитан материальный баланс установки, выполненный исходя из мощности установки по товарному водороду чистотой 99,99% производительностью 3 кг/час.
Развернуть
3
01.06.2008 - 31.10.2008
Настоящая работа позволяет приступить к выполнению комплексного проекта (ОКР, ОТР) по разработке, изготовлению, испытанию и последующей коммерциализации головной установки получения водорода высокой чистоты из природного газа производительностью 1 кг/час. Этот проект может быть реализован в течение трех лет с учетом ресурсных испытаний.
Следует отметить, что в настоящее время в мире не существует эффективных энергосберегающих экологически чистых установок получения водорода из углеводородного сырья малой единичной мощности.
Предполагаемыми соинвесторами могут быть предприятия нефтегазовой отрасли, химической промышленности, предприятия-производители водорода.
Созданная новая эффективная энергосберегающая технологию получения водорода высокой чистоты с использованием каталитических реакторов и теплообменных аппаратов радиально-спирального типа конструкции «ФАСТ ИНЖИНИРИНГ»® обеспечит получение водорода даже на установках малой единичной мощности стоимость которого не будет превышать 50-60 рублей за 1 кг водорода
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.6 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области энергоэффективности, энергоснабжения и ядерной энергетики
Тема
Разработка технологий конверсии углеводородного сырья в водородосодержащий газ и создание мелкосерийного производства компактных генераторов получения водорода.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 15 мес.
Бюджетные средства
100 млн
Количество заявок
2
Тема
Электролизные системы получения водорода из воды с твердым полимерным электролитом
Продолжительность работ
2007 - 2009, 29 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
4
Тема
Разработка научно-технических решений по созданию генераторов водорода на основе конверсии газообразных углеводородов и воды в жидкометаллических теплоносителях.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
1
Тема
Технологии и оборудование для получения однослойных и многослойных углеродных нанотрубок высокой степени чистоты.
Продолжительность работ
2008 - 2010, 25 мес.
Бюджетные средства
175 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка научных основ каталитических технологий прямой конверсии биомассы в энергоносители
Продолжительность работ
2013, 6 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
11