ИСТИНА

Исследование гидродинамики потоков в колонных аппаратах со смешанным слоем гидрофобного катализатора и гидрофильной насадки и ее влияние на эффективность массообмена. Для решения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи: 1) Исследование структуры потоков в насадочно-каталитических реакторах с различным соотношением контактных элементов и типов загрузки методами нестационарного ввода трассера; 2) Определение гидравлического сопротивления и удерживающей способности насадочно-каталитических реакторов с различным соотношением контактных элементов и типом загрузки; 3) Исследование влияния процесса гистерезиса смачивания на массообменные характеристики в условиях сильного каналообразования и пульсации потоков в смешанном слое катализатора и насадки; 4) Разработка математической модели влияния структуры потоков на эффективность массообмена при одновременной загрузке катализатора и насадки в разделительную колонну и ее валидация на примере системы вода-водород.

The problem of designing and operating mass transfer device with combined filling of catalyst and packing is an important scientific and practical task in the field of petroleum chemistry and other catalytic processes. The question of researching the structure of flows in such devices is not well studied. In this work, it is proposed to develop and experimentally test a mathematical model on the influence of gas and liquid flows hydrodynamics on the mass transfer characteristics of processes. The main goal is to obtain an arrayed data on the process conditions influence on the values of mass transfer characteristics, axial mixing coefficient, hydraulic resistance and holding capacity of the columns. The result of the simulation will be the possibility of designing combined devices with optimal characteristics: maximum throughput and separation capabilities with minimal capital and operating costs.

коллектива научный задел по проекту (указываются полученные результаты, разработанные программы и методы, экспериментальное оборудование, материалы и информационные ресурсы, имеющиеся в распоряжении коллектива для реализации проекта) Кафедра технологии изотопов и водородной энергетики (РХТУ им. Д.И. Менделеева) более 70 лет занимается вопросами физико-химического разделения легких изотопов. Близость в физических свойствах изотопов делает задачу разделения очень сложной, что предъявляет повышенные требования к применяемым в противоточных установках контактным элементам. В результате длительных работ, проводимых на кафедре, были разработаны способы изготовления и обработки высокоэффективных насадочных элементов и гидрофобных катализаторов [Я.Д. Зельвенский, А.А. Титов, В.А. Шалыгин. Ректификация разбавленных растворов. Л. «Химия», 1974, 216 с.], [Андреев Б.М., Зельвенский Я.Д., Катальников С.Г. Тяжелые изотопы водорода в ядерной технике. М.: ИздАТ, 2000. С. 294.]. В настоящее время у коллектива есть следующий задел: 1. Исполнители проекта имеют в своем распоряжении лабораторный и пилотный стенды для исследования абсорбционных и химических процессов. Лабораторный стенды имеют регулирующее и дозирующее оборудование, что может быть использовано при разработке установок для настоящей заявки. Для автоматического управления лабораторными стендами разработано программное обеспечение, имеющее возможность сохранения всего массива экспериментальных данных. 2. Аналитическое оборудование для проведения изотопного (жидкостной сцинтилляционной счетчик Tti-Carb 2810 TR) и кондуктометрического анализа.