催化燃燒的應(yīng)用

美國在20世紀末最后10年里，天然氣電廠以每年6000mw裝機容量的速率逐年遞增。隨著“西氣東輸”世紀工程的啟動，我國天然氣發(fā)電領(lǐng)域也逐漸與世界接軌，因此對該領(lǐng)域中存在的應(yīng)用技術(shù)問題的探索已是刻不容緩。天然氣燃燒中的環(huán)境問題是由于天然氣的熱值較高，使得燃燒室溫度高達1800℃ ，助燃空氣中的n2發(fā)生高溫氧化，造成nox污染。它以催化燃燒代替?zhèn)鹘y(tǒng)的火焰燃燒方式,燃燒室溫度被降至1500℃以下,能夠有效地抑制熱效應(yīng)nox生成反應(yīng)的發(fā)生。工業(yè)領(lǐng)域?qū)Υ呋紵夹g(shù)的興趣還在于,催化劑能夠穩(wěn)定貧燃火焰,進行高空燃比燃燒,增大了燃料的利用率;另外，催化劑促進的無焰燃燒,產(chǎn)生的熱流溫度適中，無須冷卻空氣進行稀釋,可直接驅(qū)動燃氣輪機,從而提高熱效。因此，催化燃燒應(yīng)用于燃氣輪機發(fā)電不僅能夠降低對環(huán)境的破壞，還大大提高了燃氣輪機的效率。
催化燃燒應(yīng)用在汽車尾氣凈化領(lǐng)域
汽車尾氣催化凈化劑其應(yīng)用原理是在汽車排氣管尾部安裝催化轉(zhuǎn)化器，co、hc和nox借助燃燒催化劑的作用,發(fā)生氧化還原反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為無毒的co2、h2o和n2。所用催化劑為通常所說的三效催化劑,既有把nox還原的功能,同時又有把co和烴類氧化的功能。在大量過剩氧氣的存在下，具備原位nox還原能力催化劑的發(fā)展，是對于下一代燃油經(jīng)濟型發(fā)動機的挑戰(zhàn)。如果這一點能夠順利實現(xiàn),商業(yè)化的發(fā)動機可以節(jié)約燃油25%以上。汽車制造商開發(fā)的部分雜合貧燃發(fā)動機,是將在貧油狀態(tài)下產(chǎn)生的nox儲存在內(nèi)置于twc中的一種堿土金屬氧化物(如bao)中,周期地快速強化空氣—燃油比，將儲存的nox在twc上還原。其基本要求為必須使用含硫量低的燃油,以防止sox吸附于催化劑上而導(dǎo)致催化劑的活性中心中毒。隨著新材料的應(yīng)用,以及低硫含量(<50μg/g)汽油的推廣生產(chǎn)，這種技術(shù)在21世紀具有強大的市場前景。