Использование электротермического псевдоожиженного слоя в качестве внешнего нагревательного элемента реактора

Abstract

Перспективными устройствами для проведения высокотемпературных процессов являются реакторы с электротермическим псевдоожиженным слоем. Одним из таких реакторов является разработанный в Институте газа НАН Украины лабораторный реактор, где в качестве внешнего нагревательного элемента используется кольцевой электротермический псевдоожиженный слой. В данном реакторе проводился пиролиз смеси углеводородных газов на основе пропана c целью получения капсулированного пироуглеродом кварцевого песка, который используется как модель микросферического ядерного топлива (микротвэла). Также полученный материал планируется использовать для дальнейшего карботермического восстановления кремния. Приведены схема реактора и принцип работы, принципиальная технологическая схема, результаты проведенных опытов, расчеты тепловых характеристик, основные расходные показатели реактора. Дана оценка эффективности реактора при осуществлении пиролиза смеси углеводородных газов на основе пропана. Разработанный реактора возможно использовать для термической обработки материалов, которые не проводят электрический ток (диэлектриков).

Перспективними пристроями для проведення високотемпературних процесів є реактори з електротермічним псевдозрідженим шаром. Одним з таких реакторів, є розроблений в Інституті газу НАН України лабораторний реактор, де у якості зовнішнього нагрівального елементу використовується кільцевий електротермічний псевдозріджений шар. У даному реакторі проводився піроліз суміші вуглеводневих газів на основі пропану. Метою проведення даного процесу є одержання капсульованого піровуглецем кварцевого піску, який використовується як модель мікросферичного ядерного палива (мікротвела). Також даний матеріал планується використовувати для подальшого карботермічного відновлювання кремнію. У статті наведені: схема реактору і принцип роботи, принципова технологічна схема, результати проведених дослідів, розрахунки теплових характеристик, основні витратні показники реактору. Дана оцінка ефективності реактору при проведенні піролізу суміші вуглеводневих газів на основі пропану. Серед можливих варіантів використання розробленого реактора є термічна обробка матеріалів, які не проводять електричний струм (діелектриків)

Promising of high-temperature devices is the reactors with electrothermal fluidized bed. One of such reactors was developed at the Gas Institute of NAS of Ukraine. It is the laboratory reactor applying circular electrothermal fluidized bed as the external heating element. Pyrolysis of mixture of hydrocarbon gases on the basis of propane was carried out in this reactor. The purpose of this process is to obtain quartz sand encapsulated with pyrolytic carbon, which is used as the model of microspherical nuclear fuel (coated particle fuel). Besides, this material is planned o be used for further carbothermic reduction of silicon. The article presents: the scheme of the reactor and its operational principle, process flow diagram, the experimental result, the calculations of the thermal characteristics, the basic consumption parameters of the reactor. The efficiency of the reactor while carrying out the pyrolysis of mixture of hydrocarbon gases on the basis of propane. Thermal processing of materials that do not conduct the current (dielectric materials) is one of the possible kinds of application of developed reactor.