Разработка и исследование макета распределителя газовых потоков каталитических установок окисления летучих органических соединений

Каталитические установки могут быть использованы в области химии, физики, катализа. Данная работа выполнена в рамках комплексного проекта “Высокоэффективные каталитические установки для защиты окружающей среды”  выполняемый в рамках реализации Постановления Правительства Российской Федерации  № 218 от 09.04.2010 г. (Договор ЗАО «БТ» с Минобрнауки России № 03.G25.31.0221 от 03.03.2017). Ключевым компонентом таких установок является катализаторный картридж. Эффективность его работы обеспечивается подачей в картридж  газового потока с равномерным полем скоростей. Для разработки технических решений по равномерной подаче воздуха  создан макет  распределителя газовых потоков и аэродинамический измерительный стенд для иссле-дования течения в этом макете. Проведены экспериментальные исследования кинематики потока внутри макета распределителя газовых потоков с помощью метода лазерной доплеровской анемометрии. Показано, что в отсутствии управляющих лопаток формируется интенсивная пристеночная струя за поворотным коленом и рециркуляционная зона. Проведена коррекция профиля скорости перед каталитическим картриджем с помощью управляющих лопаток. Контроль профиля скорости осуществлялся с помощью метода лазерной доплеровской анемометрии и цифровой трассерной визуализации. В результате удалось выровнять поток для подачи в каталитический картридж. Неравномерность поля скорости не превышает 5%. На основе проведенных исследований созданы компактные энергоэффективные каталитические установки (КУ) для обезвреживания летучих органических соединений в газовых выбросах мощностью 1000, 5000 и 200000 м3/ч.
Разработка успешно внедрена в октябре 2019 года в компании ЗАО "Безопасные технологии", г. Санкт-Петербург. Применение инновационного катализатора позволило снизить стоимость катализаторной загрузки в 7 раз и снизить потребление платины для его изготовления в 80 раз. Применения более эффективно работающего каталитического блока сократило размеры каталитического блока на 20%, теплообменного оборудования на 10%. Расходные нормы нержавеющей стали связанные с изготовлением частей оборудования, работающих при высоких температурах, снижено на 10-12%.

ИТ СО РАН, н. с., к. т. н. Кабардин И.К., д. ф.-м. н., проф. Яворский, г. н. с., д. т. н. Меледин В.Г., с. н. с., к. т. н. Рахманов В.В., д. т. н. Двойнишников С.В., м. н. с. Главный В.Г., м. н. с. Куликов Д.В., с. н. с., к. ф.-м. н. Правдина М.Х., м. н. с. Полякова В.И., с. н. с. Павлов В.А., с. н. с., к. т. н. Бакакин Г.В., тел. : 8(383)316-52-31.