天然氣灶多孔陶瓷板催化燃燒器的污染物排放及其傳熱特性研究

【摘要】：近年來,人們對天然氣多孔陶瓷板紅外線燃燒器的研究越來越關(guān)注。它不僅利用紅外線輻射傳遞熱量,而且在催化劑作用下,可提高燃燒效率,降低燃燒溫度,減少有害物質(zhì)如CH、NOx、CO 等的排放。本文就是利用自行設(shè)計的實驗系統(tǒng)從催化劑的成分入手,討論過量空氣系數(shù)、熱負荷以及多孔陶瓷載體目數(shù)對這些排放物的影響,并研究了載體的傳熱特性隨過量空氣系數(shù)及催化劑成分的變化情況。 通過對催化燃燒機理和燃燒污染物的生成機理及影響因素的分析得知,催化反應(yīng)是通過降低反應(yīng)的活化能,加速反應(yīng)進程而實現(xiàn)的,而且CH、CO 和NOx的生成與催化劑成分、燃燒溫度、過量空氣系數(shù)、熱負荷及燃氣混合程度有關(guān)。實驗研究表明,過量空氣系數(shù)在0.9～1.15 的范圍內(nèi),載體1(催化劑成分為Pd2.1‰La3.33‰Ce38.83375‰Ba8.448‰Al2O311%)對CH 的控制能力最好,在α=1.02 時達到了零排放,小于空載體的CH 排放。催化劑對CO 的控制無效,比空載體的排放都高。載體2(催化劑成分為Pd2.2‰La3.2376‰Ce37.677‰Ba8.1966‰Al2O311%)對NOx 排放的控制較好,在α=1.02 時只有7ppm,比空載體小5ppm,而且NOx隨著過量空氣系數(shù)的增加而降低。熱負荷也能夠在一定范圍內(nèi)控制燃燒污染物的形成。隨著熱負荷的增加,CH、CO 的排放量減少,燃燒更加完全,但NOx的排放量卻有所增加。CH 和CO 隨著載體表面溫度的升高而降低,NOx隨著表面溫度的增加而升高,但不同載體的變化幅度不盡相同。載體1 隨著表面溫度的變化最快。多孔陶瓷載體的目數(shù)對燃燒污染物的排放也有影響,目數(shù)多(孔徑小)的多孔陶瓷載體對燃燒污染物的排放控制較好。 通過對載體傳熱特性的研究發(fā)現(xiàn),載體的溫度隨著過量空氣系數(shù)的增大而降低,也影響到載體的表面溫度,從而影響多孔陶瓷板燃燒器的輻射效率,所以,在設(shè)計多孔陶瓷板燃燒器的時候,既要考慮控制污染物CH、CO 和NOx排放的排放特性,又要考慮燃燒器的傳熱特性。 【關(guān)鍵詞】：催化燃燒 家用爐灶 多孔陶瓷板 載體 排放
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TS914.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題的背景及意義10-13
• 1.1.1 家用燃氣灶的概述11
• 1.1.2 燃燒污染物排放標準11-12
• 1.1.3 傳統(tǒng)燃燒與催化燃燒的比較12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 催化燃燒機理及污染物排放17-34
• 2.1 催化作用原理17-24
• 2.1.1 多相催化反應(yīng)的物理化學(xué)過程18
• 2.1.2 表面反應(yīng)速度18-20
• 2.1.3 氣體燃料催化燃燒機理20-21
• 2.1.4 氣體催化燃燒分類21-24
• 2.2 催化劑性能指標24
• 2.3 催化劑失活24-25
• 2.4 多孔陶瓷板催化燃燒反應(yīng)器25-27
• 2.5 催化燃燒器與大氣式燃燒器的比較27-28
• 2.6 燃燒過程中污染物的生成及分解機理28-32
• 2.6.1 NO_x生成機理28-31
• 2.6.2 CO 和 CH 生成機理31-32
• 2.7 本章小結(jié)32-34
• 第3章 天然氣催化燃燒多孔陶瓷板燃燒器實驗系統(tǒng)34-41
• 3.1 多孔陶瓷板的設(shè)計34-35
• 3.2 污染物排放的實驗測試系統(tǒng)35-37
• 3.3 多孔陶瓷板載體溫度測試實驗系統(tǒng)37
• 3.4 實驗數(shù)據(jù)的誤差分析37-40
• 3.4.1 煙氣組分濃度測量的誤差分析37
• 3.4.2 溫度測量的誤差分析37-39
• 3.4.3 高度測量的誤差39
• 3.4.4 流量測量的誤差39
• 3.4.5 其它誤差環(huán)節(jié)39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 天然氣灶催化燃燒器的實驗研究41-74
• 4.1 催化劑及天然氣的成分41-42
• 4.2 催化劑成分及過量空氣系數(shù)對污染物質(zhì)排放的影響42-51
• 4.2.1 催化劑成分及過量空氣系數(shù)對碳氫化合物排放的影響42-45
• 4.2.2 催化劑成分及過量空氣系數(shù)對一氧化碳排放的影響45-47
• 4.2.3 催化劑成分及過量空氣系數(shù)對氮氧化物排放的影響47-51
• 4.3 相同α下,天然氣流量對燃燒污染物排放的影響51-57
• 4.3.1 熱負荷對碳氫化合物排放的影響51-53
• 4.3.2 熱負荷對一氧化碳排放的影響53-55
• 4.3.3 熱負荷對氮氧化物的影響55-57
• 4.4 載體表面溫度對催化燃燒污染物排放的影響57-61
• 4.4.1 碳氫化合物排放隨載體表面溫度的變化58
• 4.4.2 一氧化碳排放隨載體表面溫度的變化58-60
• 4.4.3 氮氧化物排放隨載體表面溫度的變化60-61
• 4.5 多孔陶瓷載體目數(shù)對燃燒污染物排放的影響61-64
• 4.6 多孔陶瓷載體溫度的比較64-72
• 4.6.1 載體溫度沿軸向距離和過量空氣系數(shù)的變化65-70
• 4.6.2 在相同的過量空氣系數(shù)下,不同載體溫度沿軸向的變化70-71
• 4.6.2 載體表面溫度隨過量空氣系數(shù)的變化71-72
• 4.7 本章小結(jié)72-74
• 第5章 多孔陶瓷板催化燃燒數(shù)值模擬74-86
• 5.1 Fluent 簡介74-75
• 5.2 物理模型的建立和網(wǎng)格的劃分75-76
• 5.3 數(shù)學(xué)模型76-78
• 5.4 計算結(jié)果分析78-85
• 5.4.1 速度場分布78-81
• 5.4.2 溫度場分布81-84
• 5.4.3 氮氧化物濃度場分布84-85
• 5.5 計算結(jié)果與實驗結(jié)果的比較85
• 5.6 本章小結(jié)85-86
• 結(jié)論86-88
• 參考文獻88-91
• 變量表91-92
• 附錄92-98
• 攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果98-99
• 致謝99

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

天燃氣在多孔陶瓷板輻射器中預(yù)混燃燒的數(shù)值模擬    鐘凡

催化燃燒爐特性的實驗研究    張世紅,王祺,周琦

多孔介質(zhì)中預(yù)混式燃燒的研究概況    李艷紅,徐吉浣

燃燒過程NOx的生成及控制技術(shù)    趙利敏,曲美菊,吳小梅,畢良俐

多孔陶瓷板中城市燃氣預(yù)混燃燒的試驗研究與數(shù)值計算    李艷紅,徐吉浣,張鶴聲

多孔陶瓷板無焰燃燒傳熱特性的研究    劉襤民，李云霞，王堅

家用燃氣灶的綜合評價與發(fā)展方向    彭世尼

催化燃燒及其應(yīng)用    熊蜀涓,魏振東

天然氣高溫燃燒用催化劑失活的研究進展    侯紅霞,蔣政,康守方,李進軍,郝鄭平,胡春

陶瓷板紅外線燃氣灶節(jié)能效果的分析    李善斌,王懷彬

試論燃氣燃燒過程氮氧化物的控制    徐永生

A B→C型反應(yīng)中A B的平衡態(tài)處理    汪宏;

Origin軟件在物理化學(xué)教學(xué)中的運用    趙英國;

程序升溫液相反應(yīng)技術(shù)    段雪,馬力,王琪,彭少逸

程序升溫過程的動力學(xué)特征    段雪,馬力,王琪,彭少逸

HZSM-5催化劑上間二甲苯異構(gòu)化反應(yīng)動力學(xué)研究    李增和,劉秀英,馬麗景,王雪梅,白守禮,張仁佑

催化燃燒爐近零污染排放和其技術(shù)利用的研究    張世紅,宋鵬,劉雪蓮,周琦

煤粉鍋爐高溫空氣無油點火研究    李棟,王恒,趙立合,馮武軍,陳燕

用高頻感應(yīng)氮化技術(shù)在Ti6Al4V合金表面制備氮化膜的工藝探討    韓翠紅;錢翰城;李俊;王書洪;

利用協(xié)同學(xué)分析化學(xué)動力學(xué)反應(yīng)速率    李峰,關(guān)大任,易希章

LaAl_(1-x)Fe_xO_3/Al_2O_3/FeCrAl催化劑的制備及其對甲烷燃燒的催化性能    陳能展,季生福,銀鳳翔,趙麗萍,王偉,李成岳,劉輝

一種節(jié)能的中餐燃氣炒菜灶的研制    侯根富;趙青根;張道嶺;

車用乙醇汽油對發(fā)動機進氣系統(tǒng)沉積物的影響    郭瑞蓮;鮑曉峰;岳欣;崔平;紀威;

紅外線節(jié)能灶具用多孔介質(zhì)性能比較    劉艷春;曾令可;祝杰;王慧;程小蘇;王兆春;

平板式全預(yù)混燃燒器的開發(fā)研究    徐德明;魏敦崧;盧志龍;周高云;

過?？諝庀禂?shù)對強旋流平焰燃燒器NOx生成影響的研究    龔志軍;陳偉鵬;趙增武;李保衛(wèi);武文斐;

內(nèi)置式廚房的燃氣安全供應(yīng)    曾令瑾;何澤琴;

煤粉射流吸熱著火穩(wěn)燃機理及新型穩(wěn)燃技術(shù)探討    周懷春;方慶艷;張志國;

天然氣催化燃燒理論和應(yīng)用    張世紅;何林;孫威;

合成射流激勵對擴散燃燒的影響    婁慧娟;趙宏;楊治國;

預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑失活原因的分析    于靜;常玉紅;于宏偉;趙萍;徐顯明;

燃氣輪機雙燃料燃燒室流場及污染排放數(shù)值研究    穆勇

微尺度環(huán)境下預(yù)混火焰穩(wěn)燃方法的研究    汪洋

氨基濕法煙氣脫硫的機理及工業(yè)試驗研究    丁紅蕾

電站鍋爐煤粉空氣富氧直接點火技術(shù)的理論及應(yīng)用研究    楊建國

選擇性非催化還原與先進再燃技術(shù)的實驗及機理研究    呂洪坤

醫(yī)療廢物中典型組分的熱解焚燒特性及回轉(zhuǎn)式流化冷渣三段焚燒系統(tǒng)的數(shù)值模擬    祝紅梅

燃燒誘發(fā)熱聲不穩(wěn)定特性及控制研究    李國能

MCFB煙氣凈化系統(tǒng)的多種污染物協(xié)同脫除研究    劉海蛟

煤粉空氣分級和再燃技術(shù)機理、應(yīng)用和模型研究    劉茂省

O_2/N_2和O_2/CO_2燃燒方式下煤粉著火特性研究    吳樂

農(nóng)業(yè)廢棄物熱解特性的研究    唐京禧

雙燃料噴嘴設(shè)計與燃燒流場數(shù)值模擬    楊洪磊

橫向來流對等離子點火器點火區(qū)域的影響    吳曙亮

煤粉火焰穩(wěn)定性與熄火綜合評判模型的研究    畢武林

基于VTK程序下的鍋爐爐內(nèi)過程的可視化系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用    張亮

污泥在不同氧濃度下燃燒排放特性研究    萬嘉瑜

脈沖電暈放電過程中OH自由基的光學(xué)測量    魏波

生物質(zhì)燃燒污染物排放特性研究    聶虎

燃煤電站鍋爐的燃燒優(yōu)化技術(shù)及相關(guān)算法應(yīng)用研究    沈利

600MW超臨界機組煤種適應(yīng)性研究    張翔宇

多孔介質(zhì)中預(yù)混式燃燒的研究概況    李艷紅,徐吉浣

預(yù)混合燃燒系統(tǒng)中多孔介質(zhì)作用數(shù)值研究    杜禮明,解茂昭

多孔介質(zhì)內(nèi)預(yù)混合超絕熱燃燒的排放特性    鄧洋波,解茂昭

多孔介質(zhì)中的預(yù)混燃燒發(fā)展現(xiàn)狀    吳學(xué)成,程樂鳴,王恩宇,駱仲泱,岑可法

多孔陶瓷板無焰燃燒傳熱特性的研究    劉襤民，李云霞，王堅

提高多孔陶瓷板輻射器表面發(fā)射率的意義    侯根富,聶廷哲

低NOx燃氣燃燒技術(shù)的研究    傅忠誠

紅外燃燒器火孔沿程阻力系數(shù)的分析    秦朝葵,徐吉浣

多孔陶瓷板紅外線燃燒器的著火過程    章靜

多孔陶瓷板中燃燒過程的數(shù)值模型    秦朝葵,徐吉浣

稀薄預(yù)混氣體在多孔介質(zhì)中超絕熱燃燒的研究    杜禮明

電場作用下液體乙醇微細尺度層流擴散燃燒的實驗與數(shù)值模擬    徐濤

低熱值氣體燃料燃燒技術(shù)及其工業(yè)應(yīng)用    文午琪

受限空間內(nèi)微尺度乙醇擴散火焰特性的實驗研究與數(shù)值解析    楊帥

超臨界干燥方法對甲烷燃燒催化劑LaMnAl_(11)O_(19)結(jié)構(gòu)及活性的影響    徐金光,田志堅,王軍威,徐云鵬,徐竹生,林勵吾

應(yīng)用高發(fā)射率涂層改善燃氣紅外輻射器性能的研究    聶廷哲,段常貴,李善斌

高溫多孔體中的對流輻射耦合傳熱    唐鐵馴,孫龍

紅外線輻射燃燒器性能及其在炊事上的應(yīng)用    顧朝輝,劉彤,金志剛

金屬網(wǎng)對陶瓷板燃氣紅外輻射器性能的影響    張帆,鐘君兒

復(fù)合層多孔陶瓷板燃氣輻射器的研究    徐吉浣，施惠邦，徐振平，徐基璇

無焰─大氣火焰組合式燃氣灶的研究    李善斌

多孔介質(zhì)中預(yù)混式燃燒的數(shù)學(xué)模型    李艷紅，徐吉浣

引射式大負荷陶瓷紅外輻射燃燒器的研究    李艷紅,徐吉浣,簡瑞民,潘軍松

多孔陶瓷板燃氣紅外灶回火的研究    孫永康,張永剛,徐吉浣,簡瑞民

基于LS-SVM的流向變換催化燃燒反應(yīng)器的溫度預(yù)測    郭翔;劉新斌;宗志敏;

消除苯害化廢為寶    

論溶劑的催化燃燒技術(shù)    

國內(nèi)催化燃燒技術(shù)的進展概況    熊成德;

催化燃燒除去鍋爐給水溶氧的研究    丁杰,姚祖濤,王光潤

甲烷微尺度催化燃燒的數(shù)值模擬    鐘北京,洪澤愷

一種高效節(jié)能的有機廢氣催化燃燒處理系統(tǒng)    柴義

涂料烘房排氣催化燃燒凈化方法    錢清

催化燃燒型涂漆機試制小結(jié)    忻展俠;

有機氣體催化燃燒凈化裝置    沈慧英

碳煙催化燃燒用三維有序大孔Pd-修飾三元鈰鋯固溶體    張桂臻;何洪;訾學(xué)紅;邱文革;戴洪興;鄧積光;

超聲場下制備催化燃燒VOCs的CuO/γ-Al_2O_3催化劑    郭建光;李忠;奚紅霞;

銦錫氧化物的制備及催化燃燒甲烷性能研究    付慧靜;傅立新;李俊華;

一種低成本合成六鋁酸鹽納米材料的方法    李順清;鄒國軍;陳龍;趙新紅;王曉來;

不同Mn含量的MnCeLa-O催化劑對氯苯催化燃燒的影響    戴宇;王幸宜;

CeY涂層負載Pd整體式催化劑的研究    金凌云;何邁;謝冠群;羅孟飛;

CeMnAl_(11)O_y的制備及甲烷催化燃燒反應(yīng)性能    王斌;郭耘;張志剛;盧冠忠;

多方向生長碳納米纖維的催化燃燒制備    李飛;鄒小平;程進;任鵬飛;張紅丹;王茂發(fā);朱光;

天然氣催化燃燒理論和應(yīng)用    張世紅;何林;孫威;

布朗氣(氫氧氣)的催化燃燒及其在危險廢物焚燒上的應(yīng)用    梁寶明;王耀軍;

催化燃燒技術(shù)提高煤利用率    實習(xí)記者 孫書博

燃煤催化燃燒節(jié)能技術(shù)通過鑒定    王秀江

如何治理醫(yī)藥含氯有機廢氣    黃裕侃

催化燃品前景誘人    薛景照

蓄熱式有機廢氣催化燃燒技術(shù)節(jié)能效果明顯    本報記者 黃裕侃

稀土催化引領(lǐng)燃品未來風(fēng)騷    本報記者 薛景照

煉廠尾氣治理列入攻關(guān)項目    鄭偉

吸附法治理有機廢氣    本報記者 高杰

煉油化工“三廢”的“克星”    鄭偉

華南理工獲四項日內(nèi)瓦國際發(fā)明展獎    盧慶雷　資智洪

低濃度甲烷流向變換催化燃燒實驗研究及模型化    張佳瑾

錳基催化劑上含氯揮發(fā)性有機化合物的催化燃燒    戴宇

甲烷催化燃燒技術(shù)基礎(chǔ)研究    訾學(xué)紅

流向變換催化燃燒空氣凈化過程的模型化研究    牛學(xué)坤

低濃度CO和甲苯催化燃燒消除催化劑制備及反應(yīng)性能研究    趙福真

高溫催化材料制備方法及其在甲烷催化燃燒中應(yīng)用的研究    徐金光

納米催化劑的微乳法制備及其表征    滕飛

低溫催化燃燒VOCs的復(fù)合氧化物催化劑活性、穩(wěn)定性及整體化研究    盧晗鋒

摻雜六鋁酸鹽高溫燃燒催化劑的制備及其在甲烷催化燃燒中性能的研究    鄭建東

爐內(nèi)高溫燃燒兩段脫硫的機理研究    程軍

天然氣灶多孔陶瓷板催化燃燒器的污染物排放及其傳熱特性研究    郝麗珍

過渡金屬氧化物上1,2-二氯乙烷催化燃燒的研究    王霽欣

工業(yè)有機尾氣催化燃燒技術(shù)研究    陳建國

氣相燃燒煙氣分布及催化燃燒瞬態(tài)行為規(guī)律的研究    王智華

民用燃具燃燒特性研究以及催化燃燒的應(yīng)用    師興興

氧化錳八面體分子篩的合成、表征及其催化燃燒性能    凌飛

礦井通風(fēng)瓦斯催化燃燒的數(shù)值模擬    李文俊

復(fù)合金屬氧化物催化劑上的二甲醚催化燃燒研究    湯吉

狹縫型微型燃燒器的催化燃燒特性研究    豆慶民

含硫生物質(zhì)氣化氣催化燃燒的實驗研究    彭丹