КИНЕТИКА ОКИСЛЕНИЯ ПОРОШКА АЛЮМИНИЯ В ВОДЕ В РЕАКТОРЕ ИДЕАЛЬНОГО СМЕШЕНИЯ ПРИ ПОРЦИОННОЙ ПОДАЧЕ РЕАГЕНТА

О.Н. Морозова, О.Б. Кудряшова, А.А. Павленко
 DOI: 10.25699/SSSB.2021.36.2.013 Download PDF
Аннотация: В работе рассматривается реакция окисления мелкодисперсного порошка алюминия водой в реакторе идеального смешения. На основе полученных ранее данных о макрокинетике реакции взаимодействия дисперсного алюминия с водой теоретически рассматриваются режимы порционной подачи порошка в реактор. Решение проблемы поиска кинетических параметров реакции дисперсного алюминия с водой актуально в связи с разработкой источников водорода для питания топливных элементов. Задача оптимизации режимов генерации водорода в реакции алюминий-вода встает в связи с тем, что динамика реакции взаимодействия алюминия высокой дисперсности с водой носит экстремальный характер с резким нарастанием давления водорода и резким спадом. С другой стороны, в технологиях, использующих водород как топливо, необходимо равномерное поступление газа к топливному элементу. Рассматривается реактор идеального смешения, содержащий нагретую воду (80°С), в который через некоторые промежутки времени (10–270 с) подается порошок алюминия. Определяется степень превращения алюминия, и скорость образования водорода в зависимости от времени. В расчетах принимаются кинетические параметры порошка марки Alex; считается, что масса воды существенно превышает стехиометрическую. Проводится сравнение динамики протекания реакции для случаев единовременной загрузки порошка в реактор и порционной подачи с разными промежутками времени. Показано, что при порционной подаче водород генерируется, практически, в стационарном режиме, и теплового взрыва в результате экзотермической реакции не происходит. Найденные закономерности протекания реакции в дальнейшем могут быть использованы для расчета технических параметров систем генерации водорода.
Ключевые слова: кинетика окисления, реактор идеального смешения, порошок алюминия, порционная подача реагента, генерация водорода.

Контакты

Россия, 659305, Алтайский край, г. Бийск,
ул. Трофимова, 27, к. 404Б
Тел. +7-923-162-93-27
(ответственный секретарь -
Голых Роман Николаевич)
e-mail: info@s-sibsb.ru

Свидетельство