С.И. Сердюков, доцент, к.х.н., МГУ им. М. В. Ломоносова
М.С. Сафонов, зав. кафедрой хим. технологии, д.х.н., МГУ им. М. В. Ломоносова
В.К. Бельнов, вед. научн. cотр., к.ф.-м. н., МГУ им. М. В. Ломоносова
Н.М. Воскресенский, ст. научн. сотр., к.ф.-м. н., МГУ им. М. В. Ломоносова
В.В. Барелко, зав. лаб., д.х.н., Институт проблем химической физики, Черноголовка

Одним из направлений создания высокоэффективных каталитических реакторов является использование в них катализаторных блоков с упорядоченным расположением активных элементов. Реакторы с упорядоченным расположением каталитических элементов позволяют эффективно отводить (подводить) теплоту реакции, уменьшить газодинамическое сопротивление и исключить диффузионное торможение протекающих процессов.

На кафедре химической технологии МГУ проводится систематическое изучение катализаторов в виде теплопроводящих пластин, на поверхность которых нанесен каталитически активный слой (планарные катализаторы), а также в виде стеклоткани, содержащей каталитически активные компоненты. Для приготовления планарных катализаторов были использованы порошково-плазменный, плазменно-ионизационный, химический и другие методы приготовления катализаторов на теплопроводящей подложке. Среди изученных процессов - гидрирование бензола, этилена и ацетилена, разложение аммиака, паровая и углекислотная конверсии метана.

Совместно с Институтом гиперзвуковых технологий (г. Санкт-Петербург, проект "Аякс") проведена оценка эффективности применения катализаторных блоков для охлаждения термонапряженных поверхностей. Для этого была разработана математическая модель катализаторного блока, в которой учитывается тепло- и массоперенос между пластинами, химическая реакция на поверхности катализатора и теплопроводность вдоль пластин. Проведенные расчеты показывают, что процесс разложения аммиака существенно превосходит процессы паровой и углекислотной конверсии метана для хемотермического охлаждения термонапряженных поверхностей.