甲烷催化燃燒反應(yīng)工藝研究進(jìn)展

【摘要】：甲烷催化燃燒是一種清潔高效的甲烷燃燒技術(shù),在節(jié)能減排中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。從催化劑、反應(yīng)工藝和過程強(qiáng)化等方面對(duì)近年來甲烷催化燃燒技術(shù)進(jìn)行綜述,重點(diǎn)介紹顆粒催化劑固定床反應(yīng)工藝、整體式催化劑反應(yīng)工藝、流化床反應(yīng)工藝和吸放熱耦合反應(yīng)工藝研究進(jìn)展。用于固定床反應(yīng)器的顆粒催化劑主要為負(fù)載型貴金屬催化劑和非貴金屬氧化物催化劑。貴金屬催化劑活性好,起燃溫度低,適合低濃度甲烷的催化燃燒。非貴金屬氧化物催化劑耐高溫性好,適合較高濃度甲烷燃燒體系。整體式催化劑的甲烷催化燃燒反應(yīng)工藝中,最常用的是蜂窩陶瓷和金屬合金等整體式催化劑的多段式催化燃燒反應(yīng)器的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)直接采用多段式整體催化劑,催化劑的位置不同,發(fā)揮的催化作用也不同。流化床催化燃燒裝置具有燃燒過程接觸面積廣、熱容量大和換熱效率高等特點(diǎn),可有效避免傳統(tǒng)的固定床催化燃燒反應(yīng)工藝存在的問題,非常適合應(yīng)用于低濃度甲烷的催化燃燒過程。利用甲烷催化燃燒強(qiáng)放熱的特點(diǎn),將催化燃燒產(chǎn)生的熱量進(jìn)行時(shí)間或空間的耦合,可以開發(fā)出吸-放熱耦合反應(yīng)工藝。其中,固定床催化反應(yīng)器中的流向變換強(qiáng)制周期操作作為一種高效的過程強(qiáng)化技術(shù),在節(jié)約反應(yīng)器成本的同時(shí),可以提高反應(yīng)熱量的利用率。 【作者單位】： 北京化工大學(xué)化工資源有效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 能源化學(xué) 甲烷 催化燃燒 反應(yīng)工藝 固定床 流化床
【分類號(hào)】：TQ221.11;TQ038
【正文快照】： doi:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.11.002目前,我國面臨日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源短缺的問題,迫切需要更有效利用現(xiàn)有能源,減少污染物產(chǎn)生。天然氣因具有儲(chǔ)量豐富、熱效率高、價(jià)格低廉和污染較小等優(yōu)點(diǎn),在我國能源結(jié)構(gòu)中的地位將不斷提高。但傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)能量利用率低,且

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