Технологию производства водорода и водородсодержащих смесей из органических отходов в трубчатом пиролизном реакторе усовершенствовали учёные Сибирского федерального университета (СФУ) в составе международного научного коллектива. По словам авторов разработки, повысить эффективность производства возможно за счёт улучшения теплообмена между теплоносителем и сырьём. Как сообщает РИА Новости, результаты опубликованы в Energies.

Из-за глобального потепления и истощения невозобновляемых природных ресурсов, для устойчивого развития энергетики и обеспечения экологической безопасности всё более важной становится задача разработки технологий улавливания, переработки и утилизации отходов производства, утверждают авторы работы. Один из способов переработки отходов – разложение органических и многих неорганических соединений на молекулы более простых веществ под воздействием высокой температуры (пиролиз). Пиролизом, например, можно получать водород из углеводородов.

Учёные СФУ совместно с российскими и германскими коллегами модельно и экспериментально доказали, что эффективность производства водорода и водородосодержащих смесей в пиролизном реакторе можно повысить, увеличив площадь соприкосновения теплоносителя с сырьём (органическими промышленными отходами). Площадь была увеличена нанесением полусферических выступов на внутреннюю поверхность канала, по которым проходит теплоноситель. Применение выступов способствует повышению теплообмена до 11,5% и увеличивает теплопередачу в среднем в 2,23 раза. Кроме того, выступы создают внутри канала вихревые образования, что дополнительно усиливает теплообмен между теплоносителем и сырьем. Сравнив показатели теплообмена и гидравлического сопротивления, учёные определили оптимальную комбинацию скорости потока и высоты выступов.

Повышение эффективности теплообмена положительно влияет на качество получаемых водородосодержащих смесей и объёмы производимого водорода, способствует снижению размеров реакторов, и минимизирует вторичные реакции разложения, тем самым уменьшая количество загрязняющих веществ, образующихся при пиролизе.