Офіційний веб сайт

Плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводнів у синтез-газ

м65

Представлено Київським національним університетом імені Тараса Шевченка

Автор: Недибалюк О.А., к.ф.м.н.

Роботу присвячено розробці та дослідженню плазмових систем для плазмового та плазмово-каталітичного реформування вуглеводнів у синтез-газ. Вперше розроблено нові генератори плазми, які на відміну від відомих розрядів мають режими роботи з малою ерозією електродів, що може бути використано при створенні генераторів плазми з великим ресурсом роботи. Важливим є не тільки генерація нерівноважної плазми, але й можливість впливу на нерівноважність плазми, що дозволить контролювати напрацювання очікуваного кінцевого продукту. Експериментально досліджено вплив факторів на енергетичні параметри плазми. Виявлено ефективні механізми керування рівнем нерівноважності плазми в плазмових системах. Побудовано якісну модель впливу хімічних реакцій на рівень неізотермічності плазми. Реалізовано та досліджено плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводневих палив у синтез-газ. Розроблено комплексну окисно-парову активовану плазмою схему реформування вуглеводнів у синтез-газ. За допомогою синтез-газу, який генерується, можна збільшити ефективність згорання традиційного палива. Потенційними споживачами результатів роботи  можуть бути: енергетика та вугільна промисловість України, теплові електростанції, котельні, сміттєпереробні заводи, комунальні господарства.

Кількість публікацій: 2 колективні монографії, 20 статей (9 - у зарубіжних виданнях), 13 тез доповідей. Загальна кількість посилань на публікації автора складає 28, h-індекс = 5. Новизну та конкурентоспроможність технічних рішень захищено патентом.

Надіслати коментар

Коментарі

Ю.В.Яковенко

Основною перешкодою впровадження плазмових технологій є їх низькі

енергоефективність та ресурс роботи. Тому, розробка та дослідження нових

плазмових систем, які б працювали за високих тисків, генерували нерівноважну

плазму, мали великий ресурс роботи та високу енергоефективність є

першочерговими задачами для плазмохімії. До того ж, важливою перевагою

плазмових систем є можливість впливу на нерівноважність плазми, яка дозволяє

контролювати продукти, що утворюються. Плазмові системи з вихровими

потоками газу, у порівнянні з класичними газовими розрядами, мають додаткові

фактори, які сильно впливають на енергетичні параметри плазми. Тому цикл

наукових робіт „Плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводнів у

синтез-газ” Недибалюка О.А. є актуальним, як з точки зору отримання нових

фундаментальних знань, так і прикладного застосування.

Недибалюком О.А. розроблено нові генератори плазми, які на відміну від

відомих розрядів мають режими роботи з малою ерозією електродів: розряд у

зворотно-вихровому потоці типу “торнадо” з рідким електродом, обертова ковзна

дуга з одним рідким електродом та обертова ковзна дуга з двома металевими

електродами. Виявлено ефективні механізми керування рівнем нерівноважності

плазми в динамічних плазмових системах: зменшення рівня за допомогою

прискорення екзотермічних хімічних реакцій та збільшення за допомогою їх

пригнічення. Розроблено комплексну окисно-парову активовану плазмою схему

реформування вуглеводнів, яка забезпечує відношення теплової енергії від повного

спалення продуктів реформування вуглеводнів (синтез-газ) до електричної енергії,

що витрачається на генерацію плазми, яка перевищує 100, і ефективність

перетворення хімічної енергії майже 90%. Використання даної схеми дозволяє

ефективно керувати процесом реформування за допомогою плазми.

Вважаю, що цикл наукових праць „Плазмове та плазмово-каталітичне

реформування вуглеводнів у синтез-газ” Недибалюка О.А. заслуговує на

присудження премії Президента України для молодих учених.

Доктор фізико-математичних наук,

провідний науковий співробітник

Інституту ядерних досліджень

НАН України Ю.В.Яковенко

Касіяненко В.Х.

Дослідження властивостей плазмових систем з метою розробки нових методів реформування відновлюваної вуглеводневої сировини, удосконалення та оптимізація методів які використовуються – актуальний напрямок на шляху розв’язання енергетичних проблем сучасного суспільства. Серед найбільш перспективних напрямків в плазмохімії сьогодні є використання плазмових систем для конверсії відновлюваної вуглеводневої сировини в синтез-газ. Цикл наукових праць „Плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводнів у синтез-газ” Недибалюка О.А. націлений на дослідження та розробку плазмових систем з вихровими потоками газу для плазмового та плазмово-каталітичного реформування рідких відновлювальних вуглеводнів у синтез-газ. Особливістю таких систем є те, що за їх допомогою вдається вирішувати різноманітні задачі: конверсію відновлюваної вуглеводневої сировини в синтез-газ, плазмове стимулювання горіння вуглеводнів, напрацювання вуглецевих матеріалів. Цикл складається з 2 колективних монографій, 1 патенту України на корисну модель, 20 наукових статей (в тому числі 9 у зарубіжних журналах) та 13 тез конференцій, опублікованих протягом 2010-2014 років.
Недибалюк О.А. дослідив плазмове реформування та плазмове стимулювання горіння вуглеводнів. Виявлені ефективні механізми керування рівнем нерівноважності плазми в динамічних плазмових системах. Недибалюком О.А. було реалізовано та досліджено плазмово-каталітичне реформування вуглеводневих палив в синтез-газ, під час якого плазмою активується лише частина окисника на відміну від плазмового реформування, де активація відбувається у суміші окисника з паливом. Саме такий підхід дозволив значно підвищити енергоефективність у порівнянні з відомими в світі плазмовими системами реформування.
Вважаю, що цикл наукових праць „Плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводнів у синтез-газ” виконаний на високому науковому рівні, а їх автор Недибалюк О.А. заслуговує присудження премії Президента України для молодих учених.

Касіяненко В.Х.
Доктор фізико-математичних наук,
професор, завідувач кафедри
загальної фізики Вінницького
національного технічного університету

Жовтянський Віктор Андрійович

Серед найбільш перспективних напрямків в плазмохімії сьогодні є використання плазмових систем для конверсії вуглеводневих палив в синтез-газ. Цикл наукових робіт Недибалюка О.А. націлений на дослідження та розробку плазмових систем з вихровими потоками газу для плазмового та плазмово-каталітичного реформування рідких відновлювальних вуглеводнів у синтез-газ. Особливістю таких систем є те, що за їх допомогою вдається вирішувати різноманітні задачі: конверсію вуглеводневих палив в синтез-газ, плазмове стимулювання горіння вуглеводневих палив, напрацювання вуглецевих матеріалів. Дослідження властивостей плазмових систем з метою розробки нових методів реформування палив, удосконалення та оптимізація методів які використовуються – актуальний напрямок на шляху розв’язання енергетичних проблем сучасного суспільства.
Недибалюк О.А. дослідив плазмове реформування вуглеводнів у синтез-газ та стимулювання горіння парафінів. В ході виконання робіт були виявлені ефективні механізми керування рівнем нерівноважності плазми в динамічних плазмових системах. Зокрема, було виявлено зменшення рівня нерівноважності за допомогою прискорення екзотермічних хімічних реакцій введенням додаткового окисника та доведена можливість збільшення рівня нерівноважності за допомогою пригнічення екзотермічних хімічних реакцій, шляхом введення інгібіторного газу.
Недибалюком О.А. було реалізовано та досліджено плазмово-каталітичне реформування вуглеводневих палив в синтез-газ, під час якого плазмою активується лише частина окисника на відміну від плазмового реформування, де активація відбувається у суміші окисника з паливом. Саме такий підхід дозволив значно підвищити коефіцієнт трансформації електричної енергії в хімічну - в десятки разів порівняно з відомими в світі плазмовими системами реформування, та суттєво збільшити вихід синтез-газу під час конверсії.
Цикл наукових праць „Плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводнів у синтез-газ” складається з 2 колективних монографій, 1 патенту України на корисну модель, 20 наукових статей (в тому числі 9 у зарубіжних журналах) та 13 тез конференцій, опублікованих протягом 2010-2014 років.
Цикл наукових праць „Плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводнів у синтез-газ” Недибалюка О.А. може бути рекомендований на здобуття премії Президента України для молодих учених.

Чл.-кор. НАНУ, д-р фiз.-мат. н.,
Завідувач відділу плазмових процесів і технологій,
заступник директора з наукової роботи
Інституту газу НАНУ Жовтянський В.А.

Паламарчук І.П.

Сьогодні тривають активні пошуки заміни традиційним джерелам енергії, серед найбільш легкодоступних альтернатив є відновлювана вуглеводнева сировина. Перевагою біопалива з відновлюваної біомаси є те, що утворений під час його спалення вуглекислий газ знову поглинається рослинами під час їх росту, забезпечуючи рівновагу між виділенням та поглинанням вуглекислого газу в масштабі місяців або років. Значним недоліком виробництва біопалива традиційним шляхом, є велика кількість (до 20% від усіх продуктів) відходів. Оминути цю проблему можна завдяки реформуванню сировини для біопалива (рослинних олій) в синтез-газ. Особливе зацікавлення лежить у розвитку технологій для реформування за допомогою плазми, якi є необхідними для впровадження відновлювальної біомаси, в енергетичну галузь України.
Недибалюком О.А. вперше розроблено нові генератори плазми: розряд у зворотно-вихровому потоці типу “торнадо” з рідким електродом, обертова ковзна дуга з одним рідким електродом та обертова ковзна дуга з двома металевими електродами, які на відміну від відомих розрядів мають режими роботи з малою ерозією електродів, що може бути використано при створенні генераторів плазми з великим ресурсом роботи. Розроблено комплексну окисно-парову активовану плазмою схему реформування вуглеводнів. Ця схема забезпечує відношення теплової енергії від повного спалення продуктів реформування вуглеводнів (синтез-газ) до електричної енергії, яка витрачається на генерацію плазми, що активує реформування, понад 100 разів і ефективність перетворення хімічної енергії майже 90%. Використання даної схеми дозволяє ефективно керувати процесом реформування за допомогою плазми. Проведено ефективне спалювання синтез-газу на побутовому водогрійному котлі, який працює на природному та скрапленому газі.
Результати досліджень за темою роботи викладено в 2 колективних монографіях, 1 патенті України, 20 наукових статтях (в тому числі 9 у зарубіжних журналах), 13 тезах доповідей. Загальна кількість публікацій Недибалюка О.А.: 2 колективні монографії, 1 патент України на корисну модель, 36 наукових статей (в т.ч. 14 у зарубіжних журналах), 134 тези конференцій. Роботи автора процитовано в 28 наукових статтях, h-індекс = 5.
Тому, вважаю, що автор циклу наукових праць „Плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводнів у синтез-газ” Недибалюк О.А. заслуговує на присудження премії Президента України для молодих учених.

завідувач кафедри процесів та обладнання
переробних і харчових виробництв ім. проф. П.С. Берника,
Вінницького національного аграрного університету,
доктор технічних наук, професор Паламарчук І.П.

Веремій Юлія Петрівна

У наш час однією із найважливіших проблем енергетики є пошук альтернативних джерел енергії, винайдення яких дало б можливість частково відмовитись від таких традиційних палив, як бензин, керосин, метан, що отримують з нафти та природного газу, запаси яких на Землі обмежені. До того ж існує проблема швидкого забруднення навколишнього середовища вуглекислим газом, який утворюється під час спалювання палив. Одним із шляхів вирішення даних проблем є використання так званих «зелених» палив з швидко відновлювальних вуглеводнів рослинного та тваринного походження. Виходячи з позицій енергоефективності і контрольованості процесу, одним із найбільш перспективних способів реформування відновлюваних вуглеводнів у синтез-газ є плазмово-каталітичний, який полягає у реформуванні вихідного палива за підтримки плазми. У зв’язку з цим, розробка та дослідження плазмових систем для енергетичних технологій є актуальною задачею.

кандидат фізико-математичних наук,
асистент кафедри медичної радіофізики
Ю.П.Веремій

Гончаров Олексій Антонович

Фундаментальні наукові дослiдження, якi спрямованi на відкриття та розвиток нових екологічно чистих і енергоефективних джерел енергiї, викликають різке зростання iнтересу до нових пошуків заміни традиційним джерелам енергії. Серед найбільш легкодоступних альтернатив є відновлювані вуглеводневі біопалива, які виготовляються з рослин та біомаси. Однак, значним недоліком виробництва біопалива традиційним шляхом, є велика кількість (до 20% від усіх продуктів) відходів. Оминути цю проблему можна завдяки новітнім плазмовим технологіям реформуванню сировини для біопалива (рослинних олій) в синтез-газ. Для створення цих технологій потрібно вирішити низку наукових проблем. Серед яких першочерговими є розробка та дослідження нових систем хімічно активної плазми , які б працювали за високих тисків, генерували нерівноважну плазму, мали великий ресурс роботи та високу енергоефективність. Саме тому цикл експериментальних досліджень Недибалюка О.А. є безумовно актуальним, як з точки зору прикладного застосування, зокрема, вирішення проблеми одержання ефективних альтернативних палив, так і отримання нових фундаментальних знань. Слід зауважити, що важливим для контролювання синтезу бажаного кінцевого продукту є не тільки створення ефективних способів генерації нерівноважної плазми, але й можливість впливу на її нерівноважність.
Недибалюком О.А. вперше розроблено нові генератори плазми: розряд у зворотно-вихровому потоці типу “торнадо” з рідким електродом, обертова ковзна дуга з одним рідким електродом та обертова ковзна дуга з двома металевими електродами, які на відміну від відомих розрядів мають режими роботи з малою ерозією електродів, що може бути використано при створенні плазмохімічних реакторів з великим ресурсом роботи.
На основі виявлених механізмів керування рівнем нерівноважності плазми побудовано якісну модель впливу хімічних реакцій на рівень неізотермічності плазми. На її основі розроблено комплексну окисно-парову активовану плазмою схему реформування вуглеводнів. Ця схема забезпечує відношення теплової енергії від повного спалення продуктів реформування вуглеводнів (синтез-газ) до електричної енергії, яка витрачається на генерацію плазми, що активує реформування, понад 100 разів і ефективність перетворення хімічної енергії майже 90%. Використання даної схеми дозволяє ефективно керувати процесом реформування за допомогою плазми. Проведено ефективне спалювання синтез-газу на побутовому водогрійному котлі, який працює на природному та скрапленому газі.
Недибалюк Олег Анатолійович, вже довгий час працює і проводить дослідження в галузі плазмового та плазмово-каталітичного реформування палив і зробив вагомий внесок в розвиток цієї галузі. Про це свідчить велика кількість публікацій, наявність патенту та виступи на багатьох міжнародних конференціях, що мали схвалення і підтримку наукової спільноти.
Будучи свідком зростання наукового потенціалу О.А. Недибалюка ще з його студентських років, я рішуче підтримую та безумовно рекомендую цикл наукових праць „Плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводнів у синтез-газ” Недибалюка О.А. на присудження премії Президента України для молодих вчених 2016 року.

Головний науковий співробітник
Інституту фізики НАН України,
доктор фіз.-мат. наук, професор,
Лауреат Державної Премії України О.А.Гончаров

Семчук О.Ю.

Сталий розвиток суспільства потребує сталого забезпечення енергоносіями. Суспільство, яке базується на використанні викопних ресурсів, не може мати сталого розвитку в силу їх обмеженості. Тому тривають активні пошуки заміни традиційним викопним джерелам енергії. У випадку використання відновлюваних джерел енергії суспільство може забезпечити сталий розвиток протягом довгого проміжку часу. Одним з найбільш привабливих відновлюваних джерел енергії є відновлювана біомаса. Однак впровадження відновлюваної біомаси в енергетичну промисловість має ряд проблем, які пов’язані з нестабільним хімічним складом біомаси та непристосованістю традиційних методів переробки сировини нафтового походження до біомаси. Оминути цю проблему можна завдяки реформуванню біомаси в синтез-газ, який можна спалювати або використовувати для синтезу вуглеводнів. Особливе зацікавлення лежить у розвитку технологій для реформування з використанням плазми, які є необхідними для впровадження таких відновлювальних вуглеводнів, як біомаса, в енергетичну галузь України. Плазма є відмінним джерелом активних компонент i надає безліч способів активації хімічних процесів.

Вважаю, що автор циклу наукових праць „Плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводнів у синтез-газ” Недибалюк О.А. заслуговує на здобуття премії Президента України для молодих учених.

Завідувач відділу Фізики і хімії наносистем
Інституту хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України,
доктор фізико-математичних наук,
старший науковий співробітник Семчук О.Ю.

Кельман Володимир Андрійович, Шпеник Отто Бартоломійович

Дослідження властивостей плазмових систем з метою розробки нових методів реформування палив, удосконалення та оптимізація методів які використовуються – актуальний напрямок на шляху розв’язання енергетичних проблем сучасного суспільства. Серед найбільш перспективних напрямків в плазмохімії сьогодні є використання плазмових систем для конверсії вуглеводневих палив в синтез-газ. Цикл наукових робіт Недибалюка О.А. націлений на дослідження та розробку плазмових систем з вихровими потоками газу для плазмового та плазмово-каталітичного реформування рідких відновлювальних вуглеводнів у синтез-газ. Особливістю таких систем є те, що за їх допомогою вдається вирішувати різноманітні задачі: конверсію вуглеводневих палив в синтез-газ, плазмове стимулювання горіння вуглеводневих палив, напрацювання вуглецевих матеріалів. Результати виконаних робіт не тільки розширили існуючі уявлення про перебіг фізичних та фізико-хімічних процесів у таких системах, але і відкрили нові можливості у реформуванні вуглеводнів і керуванні за допомогою плазми процесами їх спалювання.
Цикл наукових праць „Плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводнів у синтез-газ” складається з 2 колективних монографій, 1 патенту України на корисну модель, 20 наукових статей (в тому числі 9 у зарубіжних журналах) та 13 тез конференцій, опублікованих протягом 2010-2014 років.
Недибалюк О.А. дослідив плазмове реформування вуглеводнів у синтез-газ та стимулювання горіння парафінів, який може бути використаний як екологічно чисте паливо для ракетних двигунів. В ході виконання робіт були виявлені ефективні механізми керування рівнем нерівноважності плазми в динамічних плазмових системах. Зокрема, було виявлено зменшення рівня нерівноважності за допомогою прискорення екзотермічних хімічних реакцій, шляхом введення додаткового окисника, та доведена можливість збільшення рівня нерівноважності за допомогою пригнічення екзотермічних хімічних реакцій, шляхом введення інгібіторного газу.
Недибалюком О.А. було реалізовано та досліджено плазмово-каталітичне реформування вуглеводневих палив в синтез-газ, під час якого плазмою активується лише частина окисника на відміну від плазмового реформування, де активація відбувається у суміші окисника з паливом. Саме такий підхід дозволив значно підвищити коефіцієнт трансформації електричної енергії в хімічну, в десятки разів у порівнянні з відомими в світі плазмовими системами реформування, та суттєво збільшити вихід синтез-газу під час конверсії.
Все вище наведене дозволяє рекомендувати цикл наукових праць „Плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводнів у синтез-газ” Недибалюка О.А. на здобуття щорічної премії Президента України для молодих учених.

О.Б.Шпеник
Директор Інституту електронної фізики НАН України,
академік НАН України

В.А.Кельман
Завідувач відділу квантової електроніки
Інституту електронної фізики НАН України,
доктор фіз.-мат наук

Гаркуша Ігор Євгенійович

Першочерговими задачами для плазмохімії є розробка та дослідження нових плазмових систем, які б працювали за високих тисків, генерували нерівноважну плазму, мали великий ресурс роботи та високу енергоефективність. Важливим є не тільки генерація нерівноважної плазми, але й можливість впливу на нерівноважність плазми, що дозволить контролювати напрацювання очікуваного кінцевого продукту. Плазмові системи з вихровими потоками газу на відміну від класичних газових розрядів мають додаткові фактори, які сильно впливають на енергетичні параметри плазми. Тому цикл наукових робіт Недибалюка О.А. є актуальним, як з точки зору отримання нових фундаментальних знань, так і прикладного застосування, зокрема, вирішення проблеми одержання ефективних альтернативних палив. Недибалюку О.А. вдалося реалізувати різноманітні умови, за яких генерується плазма, змінюючи сорт газу, рідину та величини їх потоків.
Недибалюком О.А. виявлено ефективні механізми керування рівнем нерівноважності плазми в динамічних плазмових системах: зменшення рівня за допомогою прискорення екзотермічних хімічних реакцій, шляхом введення додаткового окисника, та збільшення рівня за допомогою пригнічення екзотермічних хімічних реакцій, шляхом введення інгібіторного газу (наприклад, СО2). Розроблено комплексну окисно-парову активовану плазмою схему реформування вуглеводнів, яка забезпечує відношення теплової енергії від повного спалення продуктів реформування вуглеводнів (синтез-газ) до електричної енергії, яка витрачається на генерацію плазми, що активує реформування, понад 100 разів і ефективності перетворення хімічної енергії майже 90%. Використання даної схеми дозволяє ефективно керувати процесом реформування за допомогою плазми.
Розроблено нові генератори плазми, які на відміну від відомих розрядів мають режими роботи з малою ерозією електродів: розряд у зворотно-вихровому потоці типу “торнадо” з рідким електродом, обертова ковзна дуга з одним рідким електродом та обертова ковзна дуга з двома металевими електродами.
Результати досліджень за темою роботи викладено в 2 колективних монографіях, 1 патенті України, 20 наукових статтях (в тому числі 9 у зарубіжних журналах), 13 тезах доповідей. Роботи автора процитовано в 28 наукових статтях, h-індекс = 5. Тому, вважаю що цикл наукових праць „Плазмове та плазмово-каталітичне реформування вуглеводнів у синтез-газ” Недибалюка О.А. заслуговує на присудження премії Президента України для молодих учених.
І.Є. Гаркуша
Директор Інституту фізики плазми
ННЦ ХФТІ НАН України,
Член-кореспондент НАН України
доктор фіз.-мат. наук, професор
Лауреат Державної премії України

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.