催化燃烧技术主要应用在哪些领域

2019-06-25 16:31

来源:催化燃烧  作者:耀焜






催化燃烧技术主要应用在哪些领域



催化燃烧技术主要应用在哪些领域催化燃烧技术的研究与应用已经进入一个快速发展的阶段,它的作用也越来越被人们所重视。如,汽车及其他机动车中由于引入了催化燃烧技术,节省了燃料,降低了废弃物的排放,使环境污染的程度大大降低。另外,催化燃烧技术也已成功应用于其他领域,例如家用燃气的催化燃烧,水泥熟料的煅烧,但进一步的深入研究仍是非常必要的,例如石油化工企业中加热炉炉管烧焦技术上的应用研究等等


催化燃烧技术主要应用在哪些领域


催化燃烧技术水泥生产中的应用


在水泥工业中,水泥熟料的煅烧是通过煤的燃烧来实现的,煤的燃烧状况直接影响到水泥熟料的燃烧效果。煤在催化剂作用下,加速氧化物放氧,使煤炭迅速燃烧,提高燃烧的强度。给水泥煅烧提供了足够热能,同时也提高了水泥煅烧热动力,加速热传递,促进质点、固相、气相、液相反应,提高了物质扩散速度和相间反应速度。目前已有研究表明,“CHCT”催化剂在水泥熟料煅烧过程中通过对煤炭的催化燃烧可有效促进固相反应、液相反应以及熟料急冷。另有实验表明,MnO2的催化效果也较好,其最佳添加量为8%~ 16%,且对水泥熟料的性能不会产生影响。


催化燃烧技术主要应用在哪些领域


催化燃烧技术在家用热水器应用


将催化燃烧技术应用于家用热水器已基本研制成功。其催化剂是以Fe2O3、Co3O4、MnO2为活性组分,Al2O3为载体,催化剂被制成浆液,涂覆在适用于家用热水器燃烧室大小的整体式堇青石蜂窝陶瓷上。实验测试表明,在热交换器没有充分吸热的情况下,其热效率已达83.5%,超过了国家标准(η≥80%);另外,NOx的排放量的体积分数仅为24×10- 6,低于国家标准(< 80× 10- 6),CO含量为0.02%,达到国家标准(0.02%)。


催化燃烧技术主要应用在哪些领域


催化燃烧应用在燃气轮机发电领域


美国在20世纪末最后10年里,天然气电厂以每年6000MW装机容量的速率逐年递增。随着“西气东输”世纪工程的启动,我国天然气发电领域也逐渐与世界接轨,因此对该领域中存在的应用技术问题的探索已是刻不容缓。天然气燃烧中的环境问题是由于天然气的热值较高,使得燃烧室温度高达1800℃ ,助燃空气中的N2发生高温氧化,造成NOx污染。它以催化燃烧代替传统的火焰燃烧方式,燃烧室温度被降至1500℃以下,能够有效地抑制热效应NOx生成反应的发生。工业领域对催化燃烧技术的兴趣还在于,催化剂能够稳定贫燃火焰,进行高空燃比燃烧,增大了燃料的利用率;另外,催化剂促进的无焰燃烧,产生的热流温度适中,无须冷却空气进行稀释,可直接驱动燃气轮机,从而提高热效。因此,催化燃烧应用于燃气轮机发电不仅能够降低对环境的破坏,还大大提高了燃气轮机的效率。


催化燃烧技术主要应用在哪些领域


催化燃烧技术应用在汽车尾气净化领域


汽车尾气催化净化剂其应用原理是在汽车排气管尾部安装催化转化器,CO、HC和NOx借助燃烧催化剂的作用,发生氧化还原反应而转化为无毒的CO2、H2O和N2。所用催化剂为通常所说的三效催化剂,既有把NOx还原的功能,同时又有把CO和烃类氧化的功能。在大量过剩氧气的存在下,具备原位NOx还原能力催化剂的发展,是对于下一代燃油经济型发动机的最大挑战。如果这一点能够顺利实现,商业化的发动机可以节约燃油25%以上。汽车制造商开发的部分杂合贫燃发动机,是将在贫油状态下产生的NOx储存在内置于TWC中的一种碱土金属氧化物(如BaO)中,周期地快速强化空气—燃油比,将储存的NOx在TWC上还原。其基本要求为必须使用含硫量低的燃油,以防止SOx吸附于催化剂上而导致催化剂的活性中心中毒。随着新材料的应用,以及低硫含量(<50μg/g)汽油的推广生产,这种技术在21世纪具有强大的市场前景。


催化燃烧技术主要应用在哪些领域


催化燃烧技术应用在处理有机废气领域


石油化工、油漆、电镀、印刷、涂料、轮胎制造等工业的生产过程中都涉及到有机挥发化合物的使用和排放。有害的有机挥发物通常是烃类化合物、含氧有机化合物、含氯、硫、磷及卤素有机化合物,这些挥发性有机物如不经处理直接排入大气会造成严重的环境污染。传统的有机废气净化处理方法(如吸附法、冷凝法、直接燃烧法等)均存在缺陷,如易造成二次污染等。为了克服传统有机废气处理方法的缺陷,人们采用催化燃烧方法来对有机废气进行净化处理。


催化燃烧技术主要应用在哪些领域


催化燃烧技术在加热炉炉管烧焦上的应用


石油化工中的结焦不仅会使炉管传热系数降低、造成局部过热现象、缩短炉管寿命,而且会降低装置处理量,严重制约装置的正常运转,因此需要定期烧焦。计算机控制下蒸汽—空气在线烧焦是目前国内采用的较为先进的技术,但其存在的较大问题是烧焦时间过长。如果在石油化工装置烧焦过程中,加入一种烧焦助燃剂,就可以通过降低烧焦反应的活化能,大幅度提高烧焦反应速度,就能够在较低的温度下,达到缩短烧焦时间的目的。这一技术的研究有了一些突破性的进展。


催化燃烧技术主要应用在哪些领域


催化燃烧技术在重质燃油燃烧中的应用


重质燃料由于含沥青质、胶质、大分子磷质较多,因而流动性差、粘稠,造成使用时油压高,燃烧不充分。燃烧效率低,污染环境,同时油中还含有一定量的硫、钒化合物,对窑炉、机件的腐蚀也较严重。为了节约能源,更好更广泛地使用重质燃油,由浙江省湖州埭溪化工厂、湖州市节能中心及绍兴瓷厂等单位协作研制成功了W型重质燃油助燃剂,取得了良好效果[12]。助燃剂是一种高度浓缩 的燃烧促进剂,在燃烧过程中起催化作用。在燃烧区与碳元素作用,以防止游离碳的生成。同时它重质燃油有强扩散渗透作用,减少油泥的积沉,增加流动性,使燃油雾化状态良好,燃烧效率提高,节约能源。在防腐方面由于它有呈微碱性,可以抑制硫酸形成,并能防止钒对窑体等的腐蚀,减少环境污染。


催化燃烧技术主要应用在哪些领域


催化燃烧技术在钢铁厂中降低烧结煤耗上的应用


钢铁工业是能源消耗大户,而烧结工序能耗约占钢铁生产总能耗的10%。我国1990年重点钢铁企业烧结能耗比国外烧结能耗(标煤55kg/t)高11~ 27kg/t。若按全国烧结产量1亿t及生产能耗下降2%,其节煤(焦)总量相当于一个大中型煤矿一年的产量。酒钢(集团)钢铁研究院、安徽工业大学与酒钢(集团)河西堡铁厂根据河西堡铁厂烧结用煤和烧结工艺技术特点,提出在河西堡铁厂烧结原料和技术条件下进行添加催化助燃剂强化烧结的工业性试验。此次工业性试验结果表明,往焦粉中添加焦量0.137%左右的催化助燃剂每吨烧结矿可节约焦5.35kg,即节焦约8.06%。烧结机利用系数增加3.63%,成品率提高3.44个百分点,烧结矿的质量略有改善。催化燃烧技术用于烧结生产,不仅节能效益显著,而且产出强度好、FeO含量低的烧结矿,有利于高炉生产,其技术和添加设备并不复杂,投资少,具有很好的应用价值。


催化燃烧技术主要应用在哪些领域


催化燃烧技术在锅炉中的应用


燃煤锅炉对大气的污染已得到公认,某些地区也已对燃煤锅炉进行了改造,但目前的改造只是将燃煤锅炉改为燃气锅炉,并没有改变燃气锅炉的传统火焰燃烧方式。催化燃烧实现了贫燃料的燃烧过程,打破了传统火焰燃烧的可燃界限,能进一步提高燃气炉的燃烧效率和热效率,符合我国“十一五”规划低排放、高效率增长方式的要求,是一种很有发展前景的燃烧技术。


催化燃烧技术主要应用在哪些领域









本文有耀焜整理编辑,未禁允许严禁转载,如需转载请注明出处想要了解更多关于催化燃烧设备以及rco催化燃烧的信息,青关注网站的更新。