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甲烷催化燃燒的應(yīng)用研究

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-18 21:18:39
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甲烷催化燃燒的應(yīng)用研究【摘要】:將E 元素引入到Ce-Zr-O 固溶體中,考察了不同E 含量和制備方法對(duì)儲(chǔ)氧性能的影響。將性能最好的Ce-Zr-E-O 固溶體儲(chǔ)氧材料引入到甲烷燃燒

【摘要】:將E 元素引入到Ce-Zr-O 固溶體中,考察了不同E 含量和制備方法對(duì)儲(chǔ)氧性能的影響。將性能最好的Ce-Zr-E-O 固溶體儲(chǔ)氧材料引入到甲烷燃燒催化劑體系,考察了不同儲(chǔ)氧材料載體量對(duì)催化劑性能的影響,在此基礎(chǔ)上對(duì)過渡金屬氧化物活性組分進(jìn)行了優(yōu)選。結(jié)果表明,沉淀法制備的樣品,其儲(chǔ)氧性能和比表面雖不是最好的,但熱穩(wěn)定性卻最好,老化后表現(xiàn)出最佳的儲(chǔ)氧性能和比表面。加上沉淀法操作簡(jiǎn)便,是工業(yè)化生產(chǎn)的最佳方法。含20% E 的儲(chǔ)氧材料,表現(xiàn)出最好的熱穩(wěn)定性和老化后最佳的儲(chǔ)氧性能。以m(YSZ-Al_2O_3):m(OSM)=1:1 的混合物為載體,浸漬12%Co_3O_4+3%Fe_2O_3+3%MnO_2的活性組分,可制得活性和熱穩(wěn)定性都很好的催化劑,具有很強(qiáng)的實(shí)用性。 將上述實(shí)用型催化劑涂覆到蜂窩狀堇青石基體上,制得整體式催化燃燒板,在此基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化噴嘴直徑大小、支架高度與結(jié)構(gòu)、催化涂層深度等關(guān)鍵參數(shù)和結(jié)構(gòu)研制出了天然氣催化燃燒爐樣機(jī),此樣機(jī)與商品紅外線灶及空白灶進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試,并經(jīng)國家燃?xì)饩哔|(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè),具有熱效率高、煙氣中CO 和NO_x濃度低、噪音低的特點(diǎn),在灶具上實(shí)現(xiàn)了催化燃燒技術(shù)和預(yù)混燃燒技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,是高效節(jié)能環(huán)保的高新技術(shù)新產(chǎn)品。 以上述實(shí)用型催化劑體系為基礎(chǔ),通過優(yōu)化燃燒器和換熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu),以及催化板厚度、催化涂層深度、風(fēng)機(jī)的工作電壓、熱強(qiáng)度等關(guān)鍵參數(shù)開發(fā)研制出 【關(guān)鍵詞】:甲烷 催化燃燒 儲(chǔ)氧材料 燃?xì)庠?/strong> 熱水器
【學(xué)位授予單位】:四川大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2005
【分類號(hào)】:O643.2
【目錄】:
  • 摘要3-5
  • Abstract5-9
  • 1 緒論9-25
  • 1.1 前言9-13
  • 1.1.1 天然氣能源工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景9-10
  • 1.1.2 天然氣的燃燒方式及特點(diǎn)10-13
  • 1.2 甲烷催化燃燒的理論與應(yīng)用研究進(jìn)展13-21
  • 1.2.1 甲烷催化燃燒反應(yīng)機(jī)理13-14
  • 1.2.2 甲烷燃燒催化劑體系14-19
  • 1.2.3 催化燃燒的應(yīng)用研究概況19-21
  • 1.3 我國燃?xì)庠罹叩陌l(fā)展概況21-22
  • 1.4 我國燃?xì)鉄崴鞯陌l(fā)展概況22
  • 1.5 本課題研究的必要性22-23
  • 1.6 本課題的研究?jī)?nèi)容23-25
  • 2 實(shí)驗(yàn)部分25-34
  • 2.1 主要試劑25
  • 2.2 材料的制備25-27
  • 2.2.1 儲(chǔ)氧材料的制備25-26
  • 2.2.2 耐高溫高比表面材料——釔、鋯穩(wěn)定的氧化鋁(YSZ-Al_2O_3)的制備26
  • 2.2.3 整體式催化劑小樣及催化燃燒板的制備26-27
  • 2.3 材料的老化實(shí)驗(yàn)27
  • 2.4 材料的性能測(cè)試27
  • 2.4.1 OSM 儲(chǔ)氧量(OSC)的測(cè)定27
  • 2.4.2 比表面積(BET)測(cè)定27
  • 2.4.3 催化劑活性測(cè)試27
  • 2.5 催化燃?xì)鉅t的性能測(cè)定27-30
  • 2.5.1 熱效率測(cè)定28
  • 2.5.2 煙氣中一氧化碳含量[COα-1 ]的測(cè)定28-29
  • 2.5.3 煙氣中氮氧化物含量[NOx(α-1) ]的測(cè)定29
  • 2.5.4 燃?xì)庠顭崃髁繙y(cè)試29-30
  • 2.6 催化燃?xì)鉄崴鞯男阅軠y(cè)試30-34
  • 2.6.1 熱效率實(shí)驗(yàn)測(cè)試30-31
  • 2.6.2 熱負(fù)荷測(cè)定31-32
  • 2.6.3 產(chǎn)熱水能力的測(cè)定32-33
  • 2.6.4 煙氣中一氧化碳含量[COα-1 ]的測(cè)定33
  • 2.6.5 煙氣中氮氧化物含量[NO_x(α-1) ]的測(cè)定33
  • 2.6.6 排煙溫度的測(cè)定33-34
  • 3 結(jié)果與討論34-61
  • 3.1 催化材料的選擇與制備34-38
  • 3.1.1 不同E 含量對(duì)儲(chǔ)氧材料儲(chǔ)氧量的影響34-35
  • 3.1.2 載體選擇與優(yōu)化35-36
  • 3.1.3 活性組分的選擇與優(yōu)化36-37
  • 3.1.4 制備方法的選擇37-38
  • 3.2 天然氣催化燃燒灶的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化與樣機(jī)研制38-49
  • 3.2.1 噴嘴直徑的選擇39-41
  • 3.2.2 支架高度的影響41
  • 3.2.3 鍋支架形式的影響41-42
  • 3.2.4 風(fēng)門開度的影響42-43
  • 3.2.5 催化劑涂層深度的影響43-44
  • 3.2.6 天然氣催化燃燒灶樣機(jī)的研制與檢測(cè)結(jié)果44-49
  • 3.3 天然氣催化燃燒熱水器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模型機(jī)研制49-60
  • 3.3.1 燃燒器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化49-52
  • 3.3.2 催化劑的作用及催化劑涂層厚度的影響52-54
  • 3.3.3 風(fēng)機(jī)電壓的影響54-56
  • 3.3.4 熱強(qiáng)度對(duì)煙氣中CO 和NO_x 濃度的影響56-57
  • 3.3.5 增強(qiáng)換熱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化57-58
  • 3.3.6 原型機(jī)的研制58-60
  • 4 結(jié)論60-61
  • 參考文獻(xiàn)61-65
  • 附:國家燃?xì)饩哔|(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心家用燃?xì)庠町a(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告65-68
  • 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表和已錄用論文目錄68-69
  • 致謝69-70
  • 聲明70


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