Влияние объема реактора на автотермическую конверсию природного газа и аллотермическую газификацию органических отходов ультраперегретым паром

Технология импульсно-детонационной пушки (ИДП) применена для автотермической высокотемпературной конверсии природного газа и аллотермической бескислородной газификации жидких/твердых органических отходов ультраперегретым водяным паром (УПП) при атмосферном давлении с использованием двух проточных реакторов существенно разного объема: 100 и 40 л. Импульсно-детонационная пушка работала с частотой 1 Гц на смеси природного газа с кислородом. В качестве жидких и твердых органических отходов использовались отработанное машинное масло и древесные опилки влажностью от 10 до 30 %(вес.). Ожидалось, что уменьшение объема проточного реактора от 100 до 40 л, с одной стороны, не должно повлиять на конверсию природного газа, а с другой стороны, могло привести к повышению температуры газификации в проточном реакторе и, соответственно, к повышению качества получаемого синтез-газа (H₂ + CO). Как и ожидалось, в ИДП была достигнута полная конверсия природного газа в синтез-газ с объемными отношениями Н₂/СО и СО₂/СО, равными 1,25 и 0,25, которые не зависели от объема реактора. Жидкие и твердые отходы конвертировались в проточных реакторах в газ, содержащий Н₂, СО, СН₄ и CO₂. Установившиеся значения отношений H₂/CO и CO₂/CO в синтез-газе, полученном из отработанного машинного масла, составили 0,8 и 0,5 в 100-литровом реакторе и 0,9 и 0,2 в 40-литровом реакторе соответственно, что указывает на ожидаемое повышение качества синтез-газа. При этом максимальный массовый расход сырья в 40-литровом реакторе увеличился более чем в 4 раза по сравнению со 100-литровым реактором. Установившиеся значения отношений Н₂/СО и СО₂/СО в синтез-газе, полученном из порции древесных опилок фиксированной массы (2 кг), составили 0,5 и 0,8 для обоих реакторов, а время газификации в обоих реакторах составило около 5–7 мин. Показано, что измеренные объемные доли H₂, СО и CO₂ в синтез-газе, полученном как при автотермической высокотемпературной конверсии природного газа, так и при аллотермической бескислородной газификации жидких/твердых органических отходов в среде УПП при атмосферном давлении и $f=1$ Гц, почти не зависели от исходного сырья и объема реактора, что связано с высокими значениями локальной мгновенной температуры газификации.