Главная – Журналы – Физика горения и взрыва 2018 номер 2

На основе детальной кинетической модели окисления сероводорода проведен анализ получения водорода при пиролизе и частичном окислении H₂S. Показано, что при пиролизе H₂S в адиабатическом проточном реакторе при времени пребывания ≈1 с реализуется весьма небольшой выход H₂. Даже при начальной температуре смеси T₀ = 1400 K молярная доля H₂ хотя и достигает равновесного значения в пределах реактора, но составляет лишь 12 %. При T₀<1200 K химическое равновесие в проточном реакторе не успевает установиться и концентрация H₂ меньше равновесной, а при T₀<1000 K пиролиз практически не идет. Небольшая добавка воздуха к H₂S приводит к выделению энергии, повышению температуры и, как следствие, к ускорению конверсии H₂S. При этом относительный выход H₂ может быть увеличен в несколько раз. Установлено, что для каждого значения T₀ существует оптимальное значение коэффициента избытка топлива φ, обеспечивающее максимальный выход H₂ в смеси H₂S-воздух. Процесс частичного окисления при больших значениях φ>φ_b и низких T₀ существенно неравновесный, в результате чего концентрация H₂ на выходе из реактора конечной длины может быть выше своего равновесного значения, например, при T₀ = 800 K и φ = 6÷10 на 30÷40 %. Определены причины достижения «сверхравновесной» концентрации H₂ на выходе из проточного реактора.