Технологию и аппарат химической технологии, нагрев которого осуществляется радиационными трубами фильтрационного горения, разработали специалисты Томского научного центра (ТНЦ) СО РАН, 28 мая сообщает пресс-служба ТНЦ.
Ученые добились уменьшения габаритов и повышения тепловой эффективности установки за счет сжигания топлива в специально структурированной пористой среде, находящейся внутри радиационной трубы.
Радиационные (радиантные или инфракрасные излучающие) трубы представляют собой трубчатые нагревательные элементы, внутри которых происходит сжигание газообразного или жидкого топлива. Тепло от трубы к нагреваемым изделиям передается за счет излучения от ее наружной поверхности. Такие трубы широко применяются в промышленности.
В инновационном устройстве томских ученых можно в качестве топлива использовать низкокалорийные технологические газы, что обеспечивает отсутствие вредных выбросов в атмосферу. При этом установкой создаются высокие тепловые потоки, необходимые для протекания эндотермических реакций в аппаратах химических технологий.
Замдиректора ТНЦ СО РАН по научной работе, зав. лабораторией технологического горения доктор технических наук Анатолий Мазной рассказал:
«Вот уже четверть века в Томском научном центре СО РАН исследуются процессы фильтрационного горения и разрабатываются горелочные устройства на основе этого метода. Мы проводим полный цикл работ, что и ожидается от ученых в наше время — начиная с лабораторного эксперимента и численного моделирования, заканчивая созданием демонстрационных и опытно-промышленных образцов техники, отработкой технологии, после чего производится ее передача заказчику для масштабирования на производстве».
Поскольку для малотоннажных аппаратов химических технологии важна компактность и высокая эффективность, специалисты ТНЦ СО РАН предложили инновационный подход — применять в этих нагревателях фильтрационное горение газов.
Оно реализуется за счет заполнения трубы специальной пористой средой, в которой контролируемо сжигается газовое топливо. При этом при длине трубы короче одного метра до 90% энергии сгоревшего газа передается в технологический процесс, а продукты сгорания отводятся в дымовую трубу и не загрязняют газовую атмосферу химического процесса.
Исследования нового устройства показали, что такие радиационные трубы позволят почти в два раза снизить расходы энергии на процесс, а топливом могут служить технологические газы с низкой калорийностью — они обычно в большом количестве имеются на многих химических предприятиях.
На территории технопарка ТНЦ СО РАН была собрана установка фильтрационного горения. Она в высокой степени автоматизирована и может модифицироваться под различные химико-технологические процессы широкого круга заказчиков. Первым заказчиком стал крупный частный бизнес, заинтересованный в применении экологичных, энергоэффективных решений для производства новых продуктов.
Анатолий Мазной подчеркнул, что «данная работа была бы невозможна без объединения усилий с командой ученых из Томского политехнического университета под руководством кандидата технических наук Кирилла Ларионова, доцента Инженерной школы энергетики».