Теплотехнічні та аеродинамічні характеристики реактора для піролізу вуглеводневих газів

Abstract

Високочистий кремній є найголовнішою складовою сонячної енергетики, висока вартість якого призводить до низької економічної ефективності виробництва електроенергії цією галуззю. Тому пошук альтернативних способів одержання цього елемента сьогодні є актуальною проблемою. Інститут газу НАН України розробив реактор для проведення процесу капсулювання кварцового піску піровуглецем шляхом піролізу суміші вуглеводневих газів на основі пропану. Одержаний у цьому реакторі капсульований піровуглецем кварцовий пісок використовуватиметься для дослідження карботермічного відновлення з метою одержання високочистого кремнію. Наведено теоретичні основи процесу піролізу газоподібних вуглеводнів, аналіз існуючих реакторів, схема та принцип роботи розробленого реактора, розрахунок витрат газів, які використовуватимуться під час проведення дослідів. High purity silicon is a main part of solar power engineering, its heavy price lead to low economic efficiency of the electric energy production in this branch. Therefore, development of alternative methods for obtaining this element is an important task today. A reactor for conducting the process of encapsulating the quartz sand with pyrocarbon by pyrolysis of hydrocarbon gases mixture on the basis of propane was created in the Gas institute of National Academy of Sciences of Ukraine. The quartz sand encapsulated by pyrocarbon, which was obtained in this reactor can be used in the future for the carbothermic reduction in order to obtain high purity silicon. The article presents: the theory of gaseous hydrocarbons pyrolysis, analysis of the existing reactors, a schematic pattern and principle of operation of the developed reactor, calculation of gases consumption, which will be used in experimentation.