CC BY
164
УДК 621.3.002.5
Н.И. Бойко, Л.С. Евдошенко, В.М. Иванов, С.Ф. Коняга
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБЪЁМНЫХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ РАЗРЯДОВ: КОРОННОГО И БАРЬЕРНОГО
В заводських умовах проведено апробацію створеного високовольтного комплексу (установки), який складається з двох генераторів імпульсів з частотою проходження імпульсів до 50000 імп/с і навантаження у вигляді реакторів з імпульсними розрядами - коронним і бар’єрним. У якості комутаторів енергії використано транзисторні (ЮБТ) ключі. Отримано раціональний режим конверсії (парового риформінгу) метану у складі коксового газу в синтез-газ за допомогою створеної установки. Для зменшення питомих енерговитрат на одержання синтез-газу при конверсії використано односпрямовану дію імпульсних розрядів, температури парогазової суміші і нікелевого каталізатора. Описано можливий механізм такої конверсії.
В заводских условиях проведена апробация созданного высоковольтного комплекса (установки), состоящего из двух генераторов импульсов с частотой следования до 50000 имп/с и нагрузки в виде реакторов с импульсными разрядами -коронным и барьерным В качестве коммутаторов энергии использованы транзисторные (ЮБТ) ключи. Получен рациональный режим конверсии (парового риформинга) метана в составе коксового газа в синтез-газ при помощи созданной установки. Для уменьшения удельных энергозатрат на получение синтез-газа при конверсии использовано однонаправленное действие импульсных разрядов, температуры парогазовой смеси и никелевого катализатора. Описан возможный механизм такой конверсии.
ВВЕДЕНИЕ Электротехнологии перспективны для современной промышленности, энергетического комплекса, рационального получения экологически чистых источников энергии [1-3]. В [1] показана перспективность применения барьерного разряда при использовании никелевого катализатора в виде мелкого песка для получения ценного энергетического сырья - синтез-газа (Н2 + СО в различных процентных соотношениях) путем парового риформинга (паровой конверсии) метана в лабораторных условиях. Однако до сих пор исследования проводились в лабораторных условиях и при малых расходах исходного газа (производительностях) [1]. В этих исследованиях использовались высоковольтные источники переменного напряжения. Источники высоких импульсных напряжений (ИВИН) с частотами следования импульсов до 50000 имп./с, насколько авторам известно, не использовались. Но именно ИВИН позволяют получать наибольшие рабочие напряжения и напряженности в высоковольтных разрядах и, следовательно, существенно увеличить среднюю энергию электронов в разрядах до 7^10 эВ, а, возможно, и более. Это открывает новые перспективы уменьшения удельных энергозатрат при получении синтез-газа на основе электрораз-рядных электрофизических технологий.
Цель работы - создание установки с генераторами объёмных высоковольтных импульсных разрядов (коронного и барьерного), обеспечивающих конверсию (риформинг) метана (в составе коксового газа) в синтез-газ в заводских условиях, и отработка рационального режима её работы.
СХЕМА И ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ЧЕРТЫ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА УСТАНОВКИ Пилотный вариант установки, названной высоковольтным комплексом, описан в [2]. Схема опытного образца установки для осуществления в заводских условиях электротехнологии получения синтез-газа с использованием коронного и барьерного разрядов
приведена на рис. 1. Отличительной чертой установки является наличие двух синхронно работающих генераторов импульсов. Высоковольтные импульсы от генераторов имеют различную амплитуду, форму и частоту следования. Нагрузкой одного генератора является реактор с импульсным коронным разрядом в газовой смеси коксового газа с водяным паром, а нагрузкой второго - реактор с импульсным барьерным разрядом. Емкость Сп между высоковольтными электродами реакторов Сп <1 пФ. Реактор с барьером заполнен промышленным никелевым катализатором. Такое построение установки (электротехнического комплекса) позволяет осуществить двухступенчатую обработку исходной газовой смеси. На рис. 1 индексы "б" и "к" означают, что величина относится к барьерному и коронному блоку установки соответственно; ИП - источник питания, СУ - система управления, УТ
- ЮВТ-ключ, ИТ - импульсный трансформатор, коэффициент трансформации ктк=130 в трансформаторе для реактора с коронным разрядом, ктб=50 в трансформаторе для реактора с барьером, С0 - основная накопительная ёмкость в виде электролитических конденсаторов, 0=4*470 мкФ, С1 - сильноточная ёмкость, С1=4 мкФ, Ь - развязывающая индуктивность, в ветвь которой включен предохранитель, на рис. 1 не показанный, Ь~1 мГн, УББ - обратный диод транзисторного ЮВТ-ключа, Кз - защитное сопротивление, ^зк=41 кОм, Язб=1,7 кОм, Р - реактор, кат -катализатор в реакторе, содержащем диэлектрический барьер из кварцевого стекла, Сп - паразитная ёмкость между высоковольтными вводами реакторов, I - длина закраины на цилиндре из кварцевого стекла, 1=20 мм, стрелками показано направление движения парогазовой смеси.
В обоих генераторах транзисторные ключи работают в режиме размыкающих коммутаторов (см. рис.
1, 2). В этом режиме энергия, предварительно накопленная в конденсаторах низковольтной цепи каждого
© Н.И. Бойко, Л.С. Евдошенко, В.М. Иванов, С.Ф. Коняга
из двух импульсных трансформаторов, передается в нагрузку - реактор с импульсным объёмным разрядом (коронным или барьерным) через промежуточный индуктивный накопитель, которым является индуктивность намагничивания каждого импульсного трансформатора. Такой способ передачи энергии в нагрузку позволяет избежать принципиальных ограничений по амплитуде импульсов напряжения на нагрузке, имеющих место, когда транзисторный ключ работает в режиме замыкающего коммутатора [4].
На рис. 2 приведена схема замещения генератора: УТ - транзисторный ЮБТ коммутатор, УБ -встроенные в транзисторы обратные диоды ЮБТ-ключа, Сн - низковольтная исходно заряженная ёмкость; С'р, Ср - приведенная и реальная ёмкость высоковольтного реактора соответственно, С р=к2тСр; Сэк -ёмкость
"эмиттер-коллектор"
ЮБТ-ключа,
Ь„ - индуктивность намагничивания
С <<С’ <<С
эк р н
ИТ; Ь8н, Ь '8в - индуктивности рассеяния первичной и приведенная вторичной обмоток ИТ соответственно; С і, С2 - емкости высоковольтного и низковольтного плеч емкостного делителя напряжения ЕДН (в непри-веденном к первичной обмотке ИТ виде, т. е. реальные ёмкости Сі ~ 2,8 пФ, а С2 = 14,7 нФ, коэффициент деления Кд~5250) с согласующим сопротивлением Яс; Я' Р - приведенное активное сопротивление ЯР коронного разряда в реакторе, Я'Р=ЯР/кт2; ік, ір, іп - коллекторный ток, приведенный ток через нагрузку-реактор, ток намагничивания соответственно (показаны стрелками); У - вольтметр.
Емкостный делитель, при помощи которого проводились измерения импульсных напряжений на реакторах, описан в [5]. Каждый из двух генераторов состоит из источника питания, низковольтного генератора стартовых импульсов с ЮБТ-ключом, импульсного повышающего трансформатора ИТ с нелинейной вы-
соковольтной нагрузкой в виде реактора с коронным или барьерным разрядом и системы управления СУ.
Принципиально важным при работе генераторов с транзисторными ключами в качестве размыкающих коммутаторов является отсутствие тока в нагрузке -реакторах (на рис. 2 приведенный к первичной обмотке трансформатора ток і'р в реакторе) в моменты размыкания ключей. Наличие такого тока приводит к появлению коротких, но больших по амплитуде перенапряжений на транзисторных ключах. Эти перенапряжения могут превысить допустимые напряжения между коллектором и эмиттером в транзисторах ключа и привести к выходу из строя транзистора в ключе. Режим работы каждого генератора, при котором в момент размыкания транзисторного ключа ток в реакторе отсутствует, обеспечивается соблюдением условий и0= и’р, иэк = 0 в этот момент. При этом коллекторный ток ік и ток намагничивания іп протекают и равны друг другу. В отсутствие приведенного тока через реактор коллекторный ток и ток намагничивания - это один и тот же ток. Отличительной чертой режима коммутации энергии в ёмкость реактора из индуктивности намагничивания путем размыкания транзисторного ключа является возможность её (энергии) полной передачи независимо от величин этих ёмкости и индуктивности.
Ь,, хіП = Ср хир = Ср хир, откуда
ир = і^х\
(1)
Ач СР у.
Такая возможность отсутствует, когда транзисторный ключ работает в режиме замыкающего коммутатора, передающего энергию из основного низковольтного накопителя Сн в ёмкость реактора С 'р, минуя Ьц. В последнем случае энергия будет полностью передана в реактор только при С р= Сн.
и
Рис. 2
Из (1) следует, что напряжение на реакторе ир пропорционально току намагничивания. Напряжение на реакторе ограничивается напряжением, которое может выдержать без выхода из строя транзисторный ключ при его размыкании.
Между исходным и результирующим составом смеси, в который входит синтез-газ, могут иметь место различные промежуточные вещества, возникающие в результате протекания процессов в плазме импульсных коронного и барьерного разрядов. Эти процессы протекают в присутствии катализатора при воздействии активных микрочастиц, в том числе электронов, сильных электрических и магнитных полей, высоких напряжений и сильных импульсных токов, широкополосного излучения.
Фото импульсного коронного разряда при отрицательной полярности коронирующего (высоковольтного) электрода приведено на рис. 3,а, а при положительной - на рис. 3,б.
Рис. 3
РЕЗУЛЬТАТЫ АПРОБАЦИИ УСТАНОВКИ И ТЕХНОЛОГИИ В ЗАВОДСКИХ УСЛОВИЯХ На рис. 4 приведена блок-схема конверсии (парового риформинга) коксового газа (как прямого, так и обратного), по которой в заводских условиях осуществлена апробация созданной установки и предлагаемой технологии конверсии коксового газа с использованием импульсных разрядов: коронного и барьерного. Апроба-
ция проведена на Ясиновском коксохимическом заводе (ЯКХЗ) (г. Макеевка, Украина). На рис. 4: 1- вход коксового газа из стояка или подающего патрубка в установку для парового риформинга (конверсии), 2 - патрубок для отвода части коксового газа из стояка или подающего патрубка в экспериментальную установку для риформинга, 3 - задвижка, 4 - патрубок с отводом для ввода водяного пара, 5 - вход водяного пара в установку, 6 - инжектор парогазовой смеси, 7 -патрубок для нагрева парогазовой смеси, 8 - нагреватель парогазовой смеси, 9 - патрубок-отвод для отбора проб газа до реакторов, 10, 15 - высоковольтные изоляторы,
11 - реактор с коронным разрядом, 12, 13 - генераторы высоковольтных импульсов, 14 - барьерный реактор, заполненный катализатором, 16 - патрубок для отвода газа после реакторов, 17 - заслонка (шибер), 18 - выход газа после риформинга в реакторах (здесь производится отбор проб для определения компонентного состава газа после реакторов).
В реакторах происходит паровой риформинг по известной реакции [1]: СН4 + Н2О + Шмож = сО + 3 *Н2, где мол - вводимая удельная энергия, приходящаяся на одну молекулу. В парогазовой смеси для парового риформинга отношение количества водяного пара к количеству метана в составе коксового газа находилось в диапазоне 2<Н2О / СН4<4.
Осциллограммы импульсов напряжения на реакторе с коронными разрядами (период повторения импульсов - примерно 400 мкс) и на реакторе с барьером (период повторения импульсов - примерно 60 мкс) представлены на рис. 5. На рис. 5,а указаны амплитудно-временные характеристики импульсов с емкостного делителя напряжения [4], подключенного к реактору с коронными разрядами, а на рис. 5,б -амплитудно-временные характеристики импульсов с подобного делителя напряжения, подключенного к реактору с барьером.
и
б
а
Регистрирующее устройство - двухканальный цифровой осциллограф ЯЮОЬ Б81102Б с полосой пропускания 100 МГц.
Цтах= 960тУ Штіп=-3.84Ц Црр= 4.80У IЦ±ор= 811тЦ иЬаь=-3.84У иагпр= 4.651,1
иа'-.-"э=31.4ти \Угт5= 1.32Ц Цо^г=1.7^ Црге=3.4% Р^=396.0иг
Ріге-?3.00ие Раї1=36.00Ц5 +і'.ііи=338.0и£ ~Шс^60 .00Ц5 +[Ч)1:у=85.4*
иатр= 4.65У Ргеч=2.525кН2 -0ігі:у= 15.2'/.
м:ія 2.00иа СН2- 1.00и Тіте 100.0иг 0*0.00005
б
Рис. 5
Основные действующие факторы при рациональном двухступенчатом паровом риформинге метана в синтез-газ с использованием импульсных коронного и барьерного разрядов в присутствии катализатора: температура 600-700 °С; факторы от объёмных разрядов (коронного и барьерного): микрочастицы, начиная с электронов, плазма, широкополосное излучение; катализатор, действие которого усилено импульсными токами и разрядами; плазмохимические реакции, интенсифицированные перечисленными выше факторами и наличием в рабочей зоне реакций водяных паров.
Установка работает следующим образом (см. рис. 4). Подлежащий конверсии коксовый газ 1 через патрубок 2 подается на вход установки. Проток коксового газа регулируется задвижкой 3. Регулируемый поток водяного пара 5 на вход установки подается через патрубок 4 с отводом. Перед инжектором 6 образуется парогазовая смесь из коксового газа и водяного пара, которая при помощи инжектора подается в патрубок 7, где при помощи внешнего нагревателя 8 нагревается до требуемой температуры. Перед входом нагретой парогазовой смеси в реактор 11 с коронным
разрядом через патрубок 9 производится отбор пробы этой (исходной) смеси для определения её состава. Из патрубка 7 парогазовая смесь подаётся в реактор 11 с коронным разрядом, где осуществляется первая стадия конверсии парогазовой смеси. Импульсы высокого напряжения, обеспечивающие получение импульсного коронного разряда в реакторе 11, от генератора
12 по проводнику через изолятор 10 подаются в реактор 11. Низковольтный вывод генератора 12 накоротко соединен с внешней трубой - корпусом реактора
11. Из реактора 11 частично активированная и преобразованная парогазовая смесь подаётся в барьерный реактор 14 с промышленным катализатором "кат". Барьер из кварцевого стекла обеспечивает барьерный разряд в реакторе 14 и протекание сильного импульсного тока через катализатор. Импульсы высокого напряжения на реактор 14 подаются от генератора 13 по проводнику через изолятор 15. Низковольтный вывод генератора 13 накоротко соединен с внешней трубой
- корпусом реактора 14. Корпуса реакторов 11 и 14 накоротко соединены между собой и заземлены. В реакторе 14 осуществляется вторая стадия конверсии и получение синтез-газа. Из реактора 14 результирующая газовая смесь поступает в патрубок 16, в котором расположена заслонка (шибер) 17 для
регулировки потока газовой смеси. На выходе 18 из патрубка 16 производится отбор проб для определения компонентного состава газа после реакторов.
ВОЗМОЖНЫЙ МЕХАНИЗМ КОНВЕРСИИ МЕТАНА В СИНТЕЗ-ГАЗ В УСЛОВИЯХ НЕДОСТАТОЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ КАТАЛИЗАТОРА БЕЗ РАЗРЯДОВ
В реакторе с коронным разрядом, расположенном первым по ходу движения коксового газа, образуются электроны с энергией порядка 10 эВ и более, набранной в электрическом поле импульсного коронного разряда. Эти электроны приводят к возбуждению, частичной диссоциации и ионизации молекул метана в составе коксового газа и запускают различные плазмохимические реакции.
При увеличении температуры а, следовательно, и энергии тяжелых микрочастиц (молекул, атомов, ионов, радикалов) плазмохимические реакции будут протекать интенсивнее. В барьерном реакторе, заполненном промышленным никелевым катализатором, протекает импульсный ток, вызванный генератором высоковольтных импульсов. Этот ток в барьере (из кварцевого стекла) является током смещения, а в никелевой катализатор-ной засыпке - током проводимости. Ток в барьерном реакторе активирует никелевый катализатор даже при
а
пониженных температурах. Это приводит к дальнейшему риформингу метана в синтез-газ. Однако, при пониженных температурах 100-300 °С влияния катализатора на процесс риформинга не достаточно. Кроме того, при температурах менее 550 °С из коксового газа (особенно прямого) на никелевом катализаторе выпадает осадок из смолистых веществ и засоряет катализатор, приводя к ухудшению результатов риформинга.
НЕОБХОДИМОЕ УСЛОВИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПАРОВОГО РИФОРМИНГА МЕТАНА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ Для эффективного парового риформинга метана в присутствии высоковольтных разрядов удельная энергия ^мол, вводимая в реакторы, должна быть не менее ^мол. тт ~ 1 эВ/молекула [1]. Отсюда следует, что требуемая минимальная плотность энергии составляет
^уд.т1п~^/мол.ттх^А,мз=(1 эВ/молекула)х2,687 х 1025 мо-лекул/м3=(1,6х10-19 Дж/молекула)х2,687х1025 молекул/м3 ~ 4,3х106 Дж/м3 ~ 1,2 кВтхч/м3, где ^уд. т1п - требуемая минимальная плотность энергии в реакторе, ЫА, м3 - число Лошмидта, число молекул, находящихся в 1 м3 идеального газа при нормальных условиях.
Компонентный состав отобранного газа до и после реакторов как результат экспериментов по использованию импульсных коронного и барьерного разрядов при паровом риформинге прямого коксового газа в синтез-газ в заводских условиях приведен в табл. 1.
Таблица 1
Место отбора Состав газа, % объемные
СО2 О2 ОпНп СО Н2 С 4Н -U n2
До реакторов 1,G G,7 2,3 6,3 6G,4 26,G 3,3
После реакторов 4,5 G,6 G,G 2,6 83,3 7,8 1,2
Отбор газа производился при следующих условиях: сырье - прямой коксовый газ, давление пара перед инжектором - 0,35 атм, температура смеси после реакторов - 290 °С, расход парогазовой смеси -1,35 нм3/час. Из табл. 1 следует, что при таких условиях ~ 67 % метана в составе коксового газа преобразовано в синтез-газ (прежде всего - в водород), которого 85,9 % в смеси после реакторов.
Приведём оценочный расчет плотности энергии ^уд в реакторах в эксперименте, проведенном в заводских условиях. В реакторе с импульсным коронным разрядом
^уд.кор = (Ж.уд.кор + ^г.уд.кор) = Рэх^+^т) ~
~ Рэх(/¥+(3/2)хкхТхЫА м3 ~
~ 250 Втх1 ч/1,35 м3+1,5х1,38х10-23 (Дж/К) х х (290+273) К х 2,687х1025 молекул/м3 ~
~ 0,271 кВтхч/м3.
В реакторе с барьерным разрядом, если не учитывать потери энергии, к введенной в реакторе с коронным разрядом плотности энергии ^уд.кор~0,271 кВтхч/м3 добавляется плотность энергии ^эуд.бар от генератора импульсов, нагруженного барьерным реактором. В экспериментах имело место приблизительное равенство плотностей энергий от этих двух
генераторов: W^^-W^.^^G,^ кВтxч/м3. Поэтому суммарную плотность энергии, введенную в парогазовую смесь в реакторе с барьером разрядом (и импульсным током), если не учитывать энергетические потери, можно оценить, как ^уд.бар=^уд.кор + + Wэ.Уд.бар=0,271+0,185 = G,456 (кВтxч/м3). Эта плотность энергии существенно меньше требуемой по [1] минимальной плотности Wya. min - 1,2 кВтxч/м3. Тем не менее получен явный эффект парового риформинга метана в составе коксового газа в эксперименте при расходе парогазовой смеси 1,35 м3/ч (см. табл. 1).
Создание технологии парового риформинга (прямого) сырого коксового газа в синтез-газ на основе высоковольтных объёмных разрядов и импульсных токов выглядит перспективным, если не допускать выпадения смолистых соединений из сырого коксового газа в реакторах. Для этого до подачи в реакторы установки сырого коксового газа с t > 6GG °С их следует прогреть до t > 5GG °С "чисто", т.е. без нежелательных веществ в носителе тепла в случае использования такого носителя.
ВЫВОДЫ
1. Впервые создана и в заводских условиях успешно опробована установка для парового риформинга метана в составе коксового газа в синтез-газ при помощи высоковольтных импульсных объёмных разрядов: коронного и барьерного с засыпкой никелевым катализатором.
2. В рассмотренной установке впервые применена двухступенчатая обработка высоковольтными объёмными разрядами парогазовой смеси с целью энергоэкономичного парового риформинга метана в составе прямого (сырого) коксового газа в синтез-газ.
3. В полученном рациональном режиме парового риформинга 67 % метана в составе коксового газа преобразовано в синтез-газ, которого 85,9 % в газовой смеси после реакторов, при плотности энергии, введенной в реакторы, существенно меньшей 1кВтxч/м3, и температуре смеси 29G “С.
4. Даны рекомендации по созданию новой промышленной электрофизической технологии парового риформинга метана в составе коксового газа.
Авторы выражают глубокую благодарность всем заводчанам, помогавшим и обеспечившим проведение работ. Особая благодарность Георгию Васильевичу Долгареву, без которого проведенные работы были бы невозможны.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Nozaki T., Muto N., Kado S., Okazaki K. Dissociation of vibra-tionally excited methane on Ni catalyst. Part 1. Application to methane steam reforming. Catalysis Today, 2GG4, Vol.89, pp. 57-65.
2. Бойко Н.И., Евдошенко Л.С., Зароченцев А.И., Иванов В.М., Коняга С.Ф. Высоковольтный комплекс с двумя высокочастотными генераторами импульсов, регулирующими режимы коронного и барьерного разрядов при обработке газообразных углеводородов // Технічна електродинаміка. -2G12. - №2. - С. 1G5-1G6.
3. Высоковольтные электротехнологии / Под ред. И.П. Верещагина. - М.: изд-во МЭИ, 2GGG. - 2G4 с.
4. Бойко Н.И., Борцов А.В., Евдошенко Л.С., Иванов В.М.
Генераторы высоковольтных импульсов с частотой следования до 5GGGG импульсов в секунду // Приборы и техника эксперимента. - МП. - №4. - С. 92-1G1.
5. Бойко Н.И., Евдошенко Л.С., Иванов В.М., Христенко О. А. Компактный ёмкостный делитель напряжения на 7G кВ с экранированным промежуточным электродом // Електротехніка і електромеханіка. - 2G12. - №6. - С. 41-46.
REFERENCES: 1. Nozakl T., Muto N., Kado S., Okazaki K. Dissociation of vibrationally excited methane on Ni catalyst. Part 1. Application to methane steam reforming. Catalysis Today, 2GG4, Vol.89, pp. 57-65. 2. Boyko M.I., Yevdoshenko L.S., Zarochentsev A.I., Ivanov V.M., Koniaga S.F. The high-voltage complex with two high-frequency pulse generators for regulating the modes of corona discharges and barrier ones during a treatment of gas hydrocarbons. Tekhnichna elektrody-namika — Technical electrodynamics, М12, no.2, pp. 1G5-1G6. 3. Vysok-ovol'tnye elektrotekhnologii [High-voltage electro technologies]. Edited by I.P. Vereshchagin. Moscow, Publishing House of MEI, 2GGG. 2G4 p. 4. Boyko M.I., Bortsov А^., Yevdoshenko L.S., Ivanov V.M. Generators of high-voltage pulses with a repetition rate of up to 5G,GGG pulses per second. Pribory i tekhnika eksperimenta — Instruments and experimental techniques, Ю11, no.4, pp. 92-1G1. 5. Boyko M.I., Yevdoshenko L.S., Ivanov V.M., Khrystenko O.A. The compact capacitive divider of voltage up to 7G kV with shielded intermediate electrode. Elektro-tekhnika i elektromekhanika - Electrical engineering & electromechanics, M12, no.6. pp. 41-46.
Поступила (received) 09.02.2014
Бойко Николай Иванович1, д.т.н., проф.,
Евдошенко Леонид Свиридович1, к.т.н.,
Иванов Владимир Михайлович2,
Коняга Станислав Федорович1,
1 Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт",
61002, Харьков, ул. Фрунзе, 21,
тел/phone +38 057 7076245, тел/phone, факс/fax 7076183, e-mail: qnaboy@mail.ru
2 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Молния", Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 61013, Харьков, ул. Шевченко, 47,
тел/phone, факс/fax +38 057 7076183, e-mail: eft@kpi.kharkov.ua
M.I. Boyko1, L.S. Yevdoshenko1, V.M. Ivanov2, S.F. Koniaga1
1 National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"
21, Frunze Str., Kharkiv, 61002, Ukraine
2 Scientific-&-Research Planning-&-Design Institute "Molniya"
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"
47, Shevchenko Str., Kharkiv, 61013, Ukraine
Synthesis gas regeneration electrotechnology using volume high-voltage pulsed discharges: corona and barrier ones. Factory testing of a created high-voltage complex (plant) has been conducted. The complex consists of two pulse generators with the repetition rate of up to 50,000 pulses per second and load reactors with pulsed discharges - corona and barrier ones. Transistor (IGBT) keys are used as energy switches. The efficient mode of coke gas methane conversion (steam reforming) to syngas has been obtained with application of the complex created. A unidirectional action of the pulsed discharges, the gas mixture temperature, and a nickel catalyst has reduced the specific energy consumption for synthesis gas regeneration during the conversion. A feasible mechanism of this conversion is described.
Key words - high-voltage complex, pulse generator, corona discharge, barrier discharge, reactor, electrotechnology.
