天然气的主要成分是甲烷。在甲烷常规可燃范围内(5~15%),甲烷直接燃烧火焰的绝热温度超过2000℃,这将促使空气中的N2与O2发生反应,导致大量的NOx生成。同时由于空气/燃料较低,甲烷不能完全燃烧,还将产生大量的CO。
天然气(甲烷)催化燃烧是一种无焰燃烧,甲烷与空气进行混合后,均匀通过催化床层,在活性粒子的催化作用下实现燃烧。甲烷催化燃烧可在更低甲烷浓度下(< 4%)稳定进行,而且燃烧温度低于1200℃,从而大大降低了氮氧化物(NOx)和CO的形成,起到保护环境和提高资源利用率的作用。催化燃烧也是消除挥发性有机气体对空气污染的一种有效方法。
催化燃烧技术的核心是高效、稳定的催化燃烧催化剂的制备。目前,常用的催化剂包括:贵金属催化剂,钙钛矿型金属氧化物,六铝酸盐型催化剂。
本技术在国家自然科学基金的资助下,掌握了具有自主知识产权的催化剂制备技术,目前正在开发催化燃烧应用技术与产品。技术形成的产品具有气体燃料燃烧温度低,使加热表面不易集炭,燃烧产物污染小,过程易于控制,加热效率高等明显优点。目前利用该技术的加热换热产品还很少见过报道。该技术可应用于民用加热设备如燃气灶、燃气热水器、燃气取暖系统等,更加广阔的应用前景在石油、化工、能源等工业中的原油加热系统、燃气锅炉、导热油加热炉(器)、换热器、蒸发器以及挥发性有机气体的消除等过程。根据应用领域的不同可开发出不同的产品。技术指标和经济指标需根据具体产品来确定。但是本技术重要的效益在于节能减排。
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