Особенности эксплуатации каталитических систем

Следует особо отметить, что приведенный перечень не делится по степени значимости, за исключением нанокатализаторов, использование которых оказывает влияние на 20 % ВВП США. Повышенный интерес к нанокатализаторам обусловлен тем, что их каталитическая активность существенно выше кристаллических и аморфных аналогов. Это обуславливает перспективность нанокатализаторов для решения целого ряда задач топливно-энергетического комплекса и др. отраслей промышленности.

При использовании нанокатализаторов следует учитывать специфические особенности эксплуатации каталитических систем. В составе энергетической установки материал каталитического реактора подвергается синергетическому воздействию всей совокупности факторов: температуры, времени контакта и состава реакционной смеси, локального перераспределения температуры в процессе работы, циклическим механическим и термическим напряжениям. При этом каталитическое покрытие должно иметь высокую удельную поверхность (до 80 м2/г), открытую пористость до 20 % и одновременно высокую адгезионную и когезионную прочность.

Для получения нанокатализаторов в ФГУП ЦНИИ КМ Прометей используется несколько технологических процессов, общей особенностью которых является, во-первых, получение наноструктурированных функционально-градиентных покрытий и, во-вторых, высокая (как правило, сверхзвуковая) скорость гетерофазного потока. При этих условиях удается сохранить в покрытии наноструктуру исходного материала.

Учитывая, что наноструктурированные материалы весьма чувствительны к температурному воздействию и при температурах (0,5-0,6) Тлик происходит заметная деградация структуры, наиболее перспективной технологией, на наш взгляд, является технология сверхзвукового холодного газодинамического напыления (ХГДН). Этот метод основан на эффекте образования прочного покрытия при набегании гетерофазного сверхзвукового потока на подложку.

Суть метода заключается в том, что сжатый воздух после системы очистки через регулятор давления подается в камеру омического нагревателя, разогревается до рабочей температуры и подается в специальное сверхзвуковое сопло. Напыляемый порошок из питателя подается в зону сопла и захватывается проходящим воздухом.