Структурированные каталитические системы на основе стекловолокнистых катализаторов

Серия основана в 2001 году

МОНОГРАФИИ

НГТУ

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ 
СЕРИИ «МОНОГРАФИИ НГТУ» 
 
 
д-р техн. наук, проф. (председатель) А.А. Батаев 
д-р техн. наук, проф. (зам. председателя) А.Г. Вострецов 
д-р техн. наук, проф. (отв. секретарь) В.Н. Васюков 
 
д-р техн. наук, проф. А.А. Воевода 
д-р техн. наук, проф. В.И. Денисов 
д-р физ.-мат. наук, проф. А.К. Дмитриев 
д-р физ.-мат. наук, проф. В.Г. Дубровский 
д-р филос. наук, проф. В.И. Игнатьев 
д-р физ.-мат. наук, проф. О.В. Кибис 
д-р филос. наук, проф. В.В. Крюков 
д-р социол. наук, проф. Л.А. Осьмук 
д-р техн. наук, проф. Н.В. Пустовой 
д-р техн. наук, проф. Г.И. Расторгуев 
д-р физ.-мат. наук, проф. В.А. Селезнев 
д-р техн. наук, проф. Ю.Г. Соловейчик 
д-р техн. наук, проф. А.А. Спектор 
д-р техн. наук, проф. А.Г. Фишов 
д-р экон. наук, проф. М.В. Хайруллина 
д-р техн. наук, проф. В.А. Хрусталев 
д-р техн. наук, проф. А.Ф. Шевченко 
 
 
 
 

 

 

ÍÎÂÎÑÈÁÈÐÑÊ

2 0 1 8

À. Í. ÇÀÃÎÐÓÉÊÎ, Ñ. À. ËÎÏÀÒÈÍ

ÑÒÐÓÊÒÓÐÈÐÎÂÀÍÍÛÅ

ÊÀÒÀËÈÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÑÈÑÒÅÌÛ

ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ

ÑÒÅÊËÎÂÎËÎÊÍÈÑÒÛÕ

ÊÀÒÀËÈÇÀÒÎÐÎÂ

УДК 66.097.3-037.52 
         З-143 
 

Рецензенты: 

д-р хим. наук, засл. работник высшей школы РФ  
профессор В.И. Вершинин (Омский гос. университет) 
канд. хим. наук, ст. преп. А.А. Дюсембаева  
(Омский гос. университет) 
д-р техн. наук, профессор Е.Н. Ивашкина  
(Томский политехн. университет) 
 
Загоруйко А.Н. 
З-143  
 
Структурированные каталитические системы на основе стекловолокнистых катализаторов: монография / А.Н. Загоруйко, С.А. Лопатин. – 
Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2018. – 207 с. (Серия «Монографии НГТУ»). 

ISBN 978-5-7782-3720-9 

Рассматривается новое поколение структурированных каталитических 

систем на основе стекловолокнистых катализаторов, отличающихся необычной геометрической структурой и высокой механической гибкостью, что открывает путь к разработке принципиально новых конструкций каталитических реакторов на их основе. Обсуждаются вопросы синтеза стекловолокнистых катализаторов, конструкций каталитических картриджей на их основе, 
описаны исследования их гидравлических и массообменных свойств. Приводятся примеры эффективного практического применения таких катализаторов 
и процессов на их основе для целей очистки отходящих газов от токсичных 
органических примесей и диоксида серы, кондиционирования дымовых газов 
ТЭЦ для снижения золопылевых выбросов, экологически чистого производства электрической и тепловой энергии.  

Книга адресована научным сотрудникам, инженерам, студентам и аспи
рантам, специализирующимся в области катализа и инжиниринга каталитических процессов, а также специалистам в сфере защиты атмосферного воздуха, 
утилизации отходов и экологически безопасной энергетики. 
 
 
УДК 66.097.3-037.52 
 
ISBN 978-5-7782-3720-9  
 
 
 
 
© Загоруйко А.Н., Лопатин С.А., 2018 
© Новосибирский государственный 
   технический университет, 2018 

 

 

NOVOSIBIRSK

2 0 1 8

A. N. ZAGORUIKO, S. A. LOPATIN

STRUCTURED

CATALYTIC SYSTEMS 

BASED ON GLASS-FIBER

CATALYSTS

УДК 66.097.3-037.52 
         З-143 
 

Reviewers: 

Professor V.I. Vershinin, D.Sc. (Chem.), 
Honorary Figure of Russian Higher Education  
(Omsk State University) 
Assistant Professor A.A. Dyusembaeva,  
PhD (Chem.) (Omsk State University) 
Professor E.N. Ivashkina,  
D. Sc. (Eng.) (Tomsk Polytechnic University) 
 
Zagoruiko A.N. 
З-143 
  
Structured catalytic systems based on glass-fiber catalysts: monograph / A.N. Zagoruiko, S.A. Lopatin. – Novosibirsk: NSTU Publisher, 
2018. – 207 p. (“NSTU Monographs” series).  

ISBN 978-5-7782-3720-9 

A new generation of structured catalytic systems based on glass-fiber catalysts 
having an unusual geometric structure and a high mechanical flexibility is considered in the monograph. Based on these systems it is possible to develop fundamentally new designs of catalytic reactors. Problems of glass-fiber catalyst synthesis, 
designs of catalytic cartridges on their basis are discussed and research of their 
pressure drop and mass-transfer properties is described. Examples of efficient practical application of such catalysts and processes based on them for cleaning waste 
gases from toxic organic impurities and sulphur dioxide, for conditioning CHP flue 
gases to decrease ash and dust emissions as well as for environmentally-friendly 
generation of electric and heat energy are given.  
The book is addressed to researchers, engineers, students and graduate students 
majoring in the field of catalysis and catalytic process engineering as well as to 
specialists in the field of atmospheric air protection, waste utilization and environmentally-friendly energetics. 
 
 
УДК 66.097.3-037.52 
 
ISBN 978-5-7782-3720-9  
 
 
 
 
 
© Zagoruiko A.N., Lopatin  S.A., 2018 
© Novosibirsk State 
    Technical  University, 2018 
 

 

 

ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ 

Посвящаю супруге Румяне, родителям Николаю Григорьевичу и Валентине 
Михайловне, сестре Галине, детям Марии, 
Николаю, Дмитрию и Ксении с любовью 
 и благодарностью. 

А.Н. Загоруйко  

Посвящаю супруге Ольге Александровне, отцу Алексею Тимофеевичу, детям 
Ольге и Алексею с любовью и благодарностью. 

С.А. Лопатин  

азработка новых и повышение эффективности существующих 
гетерогенных каталитических процессов является актуальной 
задачей, имеющей большое практическое значение в таких 
сферах, как химия, нефтехимия, нефтепереработка, а также охрана 
окружающей среды, в частности защита атмосферного воздуха от токсичных выбросов автотранспорта, предприятий промышленности и 
энергетики. 
 Один из перспективных путей решения этой задачи – разработка 
процессов на основе новых геометрических форм катализаторов, позволяющих повышать интенсивность тепло- и массообмена и обеспечивать тем самым максимальное использование каталитического потенциала активных компонентов катализаторов при низком гидравлическом сопротивлении в упаковках катализатора. 
Прорыв в этой области может быть достигнут за счет применения 
катализаторов на основе стеклотканых микроволокнистых носителей. 
Весьма важным отличием стекловолокнистых катализаторов (СВК) 
является их оригинальная геометрическая структура, высокая механическая прочность и гибкость, что открывает уникальные возможности 
для создания новых типов структурированных слоев любой формы, 
обладающих низким гидравлическим сопротивлением, улучшенным 

Ð 

 

тепло- и массопереносом. Это, в свою очередь, позволяет создавать 
каталитические реакторы принципиально новых конструкций. 
В то же время эта специфика порождает ряд проблем при практическом применении таких катализаторов. В частности, различные упаковки микроволокнистых катализаторов до настоящего времени были 
мало изучены в плане описания процессов тепло- и массообмена, что 
существенно затрудняло масштабирование и оптимизацию реакторов 
на их основе. В ряде случаев могут возникать практические сложности, 
связанные с загрузкой СВК в существующие реакторы, предназначенные для традиционных геометрических форм катализаторов (гранулы 
или сотовые блоки). 
Настоящая книга посвящена вопросам синтеза и исследования 
СВК, а также разработке инженерных основ промышленных каталитических процессов на их основе. 

       

Авторы монографии считают своим долгом выразить благодарность коллегам и друзьям, без которых выполнение настоящей работы 
было бы невозможным: 
 к.т.н. П.Е. Микенину, Д.А. Писареву, Д.В. Баранову, С.В. Зажигалову, С.В. Ванагу; д.х.н. Е.А. Паукштису; к.ф.-м.н. Т.В. Лариной, 
С.В. Черепановой; к.х.н. С.А. Яшник, И.В. Пахарукову; к.т.н.  
О.П. Кленову; к.х.н. С.А. Веньяминову, А.В. Ищенко, Н.А. Рудиной; 
к.т.н. Н.А. Языкову (ИК СО РАН); д.х.н. П.Г. Цырульникову и к.х.н. 
Ю.С. Котолевич (ИППУ СО РАН); П.А. Мищенко (ИТ СО РАН); к.х.н. 
А.В. Елышеву (Тюменский ГУ), М.В. Попову; к.х.н. А.Г. Баннову и 
У.С. Овчинниковой (НГТУ); А.М. Зыкову и С.Н. Аничкову (ВТИ), 
принявшим непосредственное участие в этой работе; 
 д.т.н. В.А. Кириллову; к.т.н. А.В. Куликову, И.А. Золотарскому; 
к.х.н. А.П. Сукневу; к.т.н. В.А. Чумаченко, Е.В. Овчинниковой; д.т.н. 
Ю.Ш. Матросу; к.т.н. Л.Н. Бобровой, Н.В. Верниковской;  Г.А. Бунимовичу, В.В. Фадеевой, И.В. Хариной; к.т.н. В.Ю. Круглякову, Т.Д. Юдиной, Л.С. Полещук; д.т.н. А.С. Носкову; к.т.н. О.В. Чуб, С.П. Кильдяшеву; 
д.т.н. С.И. Решетникову, В.И. Шпорт – за полезные обсуждения и помощь 
в работе; 

 В.В. Сербиненко и всем сотрудникам ООО «Сибтранссервис» – 
за активную помощь, дружескую поддержку и сотрудничество при создании каталитических систем КС-3000; 
 к.т.н. Ю.Н. Жукову, В.Д. Глотову, В.М. Янкилевичу, Н.Н. Проскокову (Бийский олеумный завод); А.И. Патееву (Московский метрополитен); к.х.н. А.М. Бескопыльному, А.П. Коваленко (Волгоградский 
филиал ИК СО РАН); С.Л.Брусову (АО «Бэсткам»); Н.Р. Гильмутдинову, Г.Г. Сибагатуллину, И.Ф. Назмиевой (НКНХ) – за активную помощь в организации и проведении пилотных и опытно-промышленных 
испытаний СВК. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

ÑÏÈÑÎÊ ÑÎÊÐÀÙÅÍÈÉ 

СВК – стекловолнистые катализаторы 
ПЭМ – просвечивающая электронная микроскопия  
РФА – рентгенофазовый анализ 
ЭСДО – электронная спектроскопия диффузионного отражения  
ППЗ – полоса переноса заряда 
УФ – ультрафиолетовый 
НВУ нановолкнистый углерод 
ЛОС – летучие органические соединения 
ЦБА – центробежный адсорбер