低浓度甲烷在微小燃烧器中的催化燃烧实验

选用泡沫金属(Fe-Ni)作为催化剂载体, 通过浸渍法制备了整体式催化剂(Pd/Al₂O₃/Fe-Ni)。然后使用该泡沫金属载体整体式催化剂在微小燃烧器中对低浓度甲烷进行催化燃烧实验, 分析了燃烧器温度、甲烷浓度以及流量对甲烷转化率的影响。结果表明, 随着燃烧反应器内温度的升高, 混合气体总流量的降低和甲烷浓度的增大, 甲烷的转化率增大;进一步分析表明温度是影响转化率最关键的因素, 当燃烧反应器内温度为550℃, 甲烷浓度为5%, 总流量为50 ml·min^-1时, 甲烷的转化率可以达到98.7%。     

氢气燃烧对自热透氢膜反应器的影响

设计了一种新型的钯膜自热反应器体系,利用钯膜的透氢和换热的作用,燃烧部分氢气来提供热量。通过建立一维拟均相管壳式结构的膜反应器模型,将反应器控制方程、动力学数据、膜渗透数据,以及组分的物理化学性质通过Matlab编程计算,比较了氢气均相燃烧和催化燃烧2种动力学对反应器的影响。结果表明,在没有燃烧催化剂的情况下,反应器易发生爆炸,而有催化剂可以避免爆炸,并且能够提高反应器的处理量。指出催化燃烧加快氢气燃烧速率、避免氢气在燃烧一侧的积累是反应器安全操作的关键。     

微纤包结细粒子结构化微燃烧器的催化燃烧性能

具有三维微米孔道的烧结Ni微纤包结Pt/Al2O3细粒子催化剂复合材料结构化于毫米尺度流道中的微催化燃烧器,可以作为微型吸热反应的热量来源.考察了操作条件及Pt负载量对微燃烧器中氢气/空气催化燃烧性能的影响,并对催化剂进行了表征.结果表明处于爆炸极限内的氢气催化燃烧反应可以在微燃烧器中安全进行,过高Pt负载量会降低催化燃烧性能.在反应温度83℃,体积空速2.0×105 h-1,氢气入口摩尔分数28.5%,负载5%质量分数Pt的条件下,氢气转化率高达92-2%.     

天然气催化燃烧催化剂的研究(Ⅰ)

介绍了天然气催化燃烧负载型贵金属催化剂的研究现状。在天然气催化燃烧催化剂中,贵金属催化剂尤其是Pd基催化剂得到了深入的研究。载体的选择和催化剂的化学修饰对催化剂的活性和稳定性具有至关重要的作用,催化剂前驱体的选择亦对催化燃烧活性有影响。在Pd基催化剂中,PdO是甲烷催化燃烧的活性中心,PdO─Pd─PdO的氧化还原过程对Pd基催化剂的活性起着决定性的作用。     

甲烷催化燃烧反应工艺研究进展

甲烷催化燃烧是一种清洁高效的甲烷燃烧技术,在节能减排中具有重要的应用价值。从催化剂、反应工艺和过程强化等方面对近年来甲烷催化燃烧技术进行综述,重点介绍颗粒催化剂固定床反应工艺、整体式催化剂反应工艺、流化床反应工艺和吸放热耦合反应工艺研究进展。用于固定床反应器的颗粒催化剂主要为负载型贵金属催化剂和非贵金属氧化物催化剂。贵金属催化剂活性好,起燃温度低,适合低浓度甲烷的催化燃烧。非贵金属氧化物催化剂耐高温性好,适合较高浓度甲烷燃烧体系。整体式催化剂的甲烷催化燃烧反应工艺中,最常用的是蜂窝陶瓷和金属合金等整体式催化剂的多段式催化燃烧反应器的设计。设计直接采用多段式整体催化剂,催化剂的位置不同,发挥的催化作用也不同。流化床催化燃烧装置具有燃烧过程接触面积广、热容量大和换热效率高等特点,可有效避免传统的固定床催化燃烧反应工艺存在的问题,非常适合应用于低浓度甲烷的催化燃烧过程。利用甲烷催化燃烧强放热的特点,将催化燃烧产生的热量进行时间或空间的耦合,可以开发出吸-放热耦合反应工艺。其中,固定床催化反应器中的流向变换强制周期操作作为一种高效的过程强化技术,在节约反应器成本的同时,可以提高反应热量的利用率。     

蜂窝陶瓷负载Pd基整体式催化剂制备及催化燃烧性能

以拟薄水铝石和活性氧化铝粉为原料,通过添加胶溶剂、表面活性剂等助剂制备氧化铝涂层浆液,分别对堇青石蜂窝陶瓷载体和预先涂覆氧化硅的蜂窝陶瓷载体涂覆氧化铝涂层,负载活性组分制备Pd基整体式催化剂。考察载体涂层、表面活性剂种类、反应空速对催化剂催化乙烷燃烧活性的影响。结果表明,适宜的表面活性剂及双涂层结构的载体有助于提高催化剂活性。经310 h寿命实验,乙烷脱除率可达99.9%以上,表明制备的Pd基整体式催化剂具有良好的乙烷催化燃烧活性和稳定性。     

甲烷高温燃烧催化剂研究进展

催化燃烧具有环保、高效、节能等诸多优点.综述了甲烷高温催化燃烧的研究现状,对甲烷燃烧催化剂材料的研究进展做了较详细的介绍,并阐述了甲烷高温催化燃烧反应器的研究进展.     

甲烷催化燃烧催化剂催化理论与应用研究进展

概述了甲烷催化燃烧催化剂的研究现状,从组成甲烷燃烧催化剂的3个部分（基体、活性组分、氧化物载体）分别加以论述。通过掺杂一些金属和金属氧化物,不但可以提高高活性贵金属催化剂的热分解温度,还可以提高高温催化剂（如钙钛矿和六铝酸盐材料等）的催化活性。最后简要综述了甲烷催化燃烧反应机理。     

蜂窝陶瓷负载锰酸锶镧基催化剂制备及性能

采用不同浓度硝酸和草酸溶液,对堇青石蜂窝陶瓷载体进行预处理,考察了酸处理对载体失重率、吸水率及压缩强度的影响。采用催化剂粉体浆料涂覆法,制备了堇青石蜂窝陶瓷负载锰酸锶镧基La0.8Sr0.2Mn0.4Al0.4Zn0.2O3-δ(LSMAZ)整体式催化剂,运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对催化剂进行表征,并在管式反应器上进行甲烷催化燃烧活性测试。结果表明,酸处理能增大载体比表面积和吸水率;相同条件下草酸对载体的侵蚀效果优于硝酸;提高草酸浓度能增强侵蚀效果,但过高浓度的酸处理会使载体压缩强度过小而无法应用。经1050℃煅烧5 h后,所制备的整体式催化剂具有适宜的脱落率,无明显载体-LSAMZ界面反应,并具有最高的甲烷燃烧催化活性。     

尿素燃烧法制备镍基甲烷化催化剂及其催化反应性能

以拟薄水铝石、硝酸镍以及镁、钴、镧和铁的硝酸盐为原料,尿素为燃烧剂,采用尿素燃烧法制备系列镍基(以及含助剂)甲烷化催化剂。通过XRD和BET等对催化剂结构进行表征,采用固定床反应器评价催化剂的合成气甲烷化催化反应性能,考察Ni含量、尿素与原料质量比、焙烧温度和不同助剂等对催化剂结构和性能的影响,评价催化剂的稳定性。结果表明,Ni O质量分数为7.5%~44.8%时,采用尿素燃烧法均可制备γ-Al2O3为载体的镍基甲烷化催化剂,最佳制备条件为:尿素与原料质量比3∶1,焙烧温度450℃,燃烧时间40 min。26.1%Ni O/γ-Al2O3催化剂表现出较好的催化性能,在230℃和常压条件下,CO转化率和CH4选择性分别达99.5%和98.3%。26.1%Ni O-2.6%La2O3/γ-Al2O3催化剂在(230~700)℃经过多次升降反应温度和1 460 h的长周期稳定性测试,表现出较好的稳定性和耐热冲击性能。     

燃烧处理挥发性有机污染物的研究进展

随着环境问题的日益严重,治理作为PM_2.5前体的挥发性有机物（VOCs）越来越受到重视,燃烧法是目前常用的处理VOCs污染物技术之一。本文从燃烧的机理出发综述了燃烧法处理VOCs的研究进展,将燃烧法分为两大类,即非催化燃烧法和催化燃烧法。非催化燃烧法中从燃烧方式出发,总结了直接燃烧法、蓄热式热力燃烧法、多孔介质燃烧法的研究进展,并对燃烧影响因素进行了综述。在催化燃烧法中阐述了贵金属催化剂、非贵金属催化剂和复合金属氧化物催化剂的研究进展,探讨了催化剂的失活问题,分析了每种催化剂的优势与不足。贵金属催化剂活性高,但是价格昂贵、稳定性差;非贵金属催化剂价格低廉、寿命长,但是起燃温度高;复合金属氧化物催化剂活性高、抗毒性强,但是制备工艺复杂。最后基于目前的研究现状和不足,展望了未来燃烧法处理VOCs的研究方向为：结合实际应用的工艺条件和催化燃烧的机理,制备出活性高、价格低廉、抗毒性强和寿命长的催化剂用于蓄热式催化燃烧技术;将催化燃烧和多孔介质燃烧相结合,开发出高效、稳定、经济的燃烧技术处理VOCs污染物。     

钴基催化剂催化燃烧VOCs的研究进展

在挥发性有机化合物(VOCs)的催化燃烧反应中,由于贵金属催化剂存在易挥发、烧结、中毒和稀缺等缺点,限制了其进一步商业应用;而非贵金属钴催化剂因其具有较高的催化活性和低成本而展现出良好的应用前景。介绍了钴基催化剂的结构、晶粒尺寸、形貌与晶面效应,并总结了钴基催化剂的制备方法和Co₃O₄的助剂、载体效应,概述了催化燃烧VOCs的反应机制,最后指出了现阶段钴基催化剂存在的问题及今后的研究方向。     

Cu-Ce-Zr基催化剂上甲苯自持燃烧贫燃极限研究

在内径4 mm的微型反应器内对两种活性不同的Cu-Ce-Zr基催化剂进行甲苯自持燃烧的贫燃极限研究和热量计算。研究结果表明,活性高的CuCe_(0.75)Zr_(0.25)O_x-BC催化剂的贫燃极限小于活性低的CuCe_(0.75)Zr_(0.25)/TiO_2催化剂的贫燃极限,当流量为200 ml/min时,其当量比?值最小,为0.024。混合气在催化剂表面的停留时间随混合气流量的增大而缩短,使得催化自持燃烧的壁温高温区向催化剂床层后端移动,且壁温高温区温度随催化剂活性的增高而降低。在散热率高达91.9%的情况下,甲苯仍可维持稳定的自持燃烧状态。同时结合微管反应实验结果和理论计算,在有效降低飞温上限对反应器和催化剂的影响下实现了甲苯在固定床反应器中的自持燃烧。     

多环芳烃有机废气的催化燃烧处理技术进展

综述了多环芳烃有机废气的催化燃烧处理技术,重点介绍了贵金属催化剂和非贵金属催化剂。从催化剂的催化效果出发介绍了催化反应的原理和催化剂的改性方法等,分析了贵金属催化剂和非贵金属催化剂的性能。催化燃烧法由于效率高、广谱性、经济性等成为PAHs最具应用前景的处理技术。     

复合ZrO_2载体负载Pt催化剂催化燃烧VOCs性能

采用共沉淀法制备复合ZrO_2载体,然后负载Pt制得催化剂,用于催化燃烧处理VOCs。采用BET、XRD和H2-TPD等对制备的复合ZrO_2载体和催化剂进行表征。结果表明,ZrO_2掺杂后有利于提高载体比表面积,改善载体结构。对甲苯进行催化燃烧实验,反应温度230℃时,甲苯转化率大于99.5%。考察制备的催化剂对鞋厂尾气催化处理能力,转化率均大于99.5%。     

挥发性有机物燃烧催化剂的研究进展

挥发性有机物（VOCs）是主要大气污染物质,也是形成PM_2.5和臭氧的重要前体。强化挥发性有机物控制,是改善大气环境的重要途径。催化燃烧（氧化）被认为是去除VOCs最有效的方式之一,本文综述了VOCs催化燃烧常用的贵金属催化剂、非贵金属催化剂。其中,贵金属催化剂主要包括基于Pd、Pt、Ru等的催化剂,非贵金属催化剂主要包括Mn、Co、Ce、Zr等的氧化物,通常贵金属催化剂具有比非贵金属更高的氧化活性和稳定性,但对于含氮VOCs非贵金属催化剂（Mn、Cu）具有更好的氮气选择性,Cr基催化剂对于含氯VOCs燃烧具有更好的效果。此外,还重点讨论了载体、分散度、催化剂制备方法对贵金属催化剂性能的影响,并对发展VOCs氧化催化剂的研究提出了展望。     

碳纳米管表面基团对Bi基催化剂在乙炔氢氯化反应中催化性能的影响

以多壁碳纳米管(MWCNTs)、羟基碳纳米管(MWCNTs-OH)、羧基碳纳米管(MWCNTsCOOH)为催化剂载体,采用等体积浸渍法制备负载型Bi基催化剂,在固定床反应器中评价催化剂在乙炔氢氯化反应中的性能。结果表明,以MWCNTs-OH为载体的Bi基催化剂催化性能最优,乙炔转化率最高52%。BET、FT-IR、XRD、XPS、EDS、TG、TEM和H_2-TPR表征表明,碳纳米管表面基团,尤其是羟基,可以提高活性组分的分散度、抑制催化剂表面积炭生成和减少Bi物种流失。     

V-Ti基脱硝催化剂去除汞和PCDDs/PCDFs的研究现状

将柔软纤维与折皱钢网复合制成波纹式支撑骨架,将V-Ti基脱硝催化剂负载到波纹式支撑骨架上制成整体波纹式脱硝催化剂。介绍V-Ti基波纹式整体脱硝催化剂的主要制备工艺、优点以及国内外对V-Ti基波纹式整体脱硝催化剂的研究现状;对V-Ti基脱硝催化剂与贵金属脱硝催化剂的制造成本以及PCDDs/PCDFs催化分解效果进行对比,两者具有相同的催化分解效果,V-Ti基脱硝催化剂成本低得多;活性组分、V质量分数以及活性温度不同,V-Ti基脱硝催化剂催化分解PCDDs/PCDFs的效果也不同,催化分解率最高可达97.7%;研究者得出V-Ti基脱硝催化剂催化氧化Hg0的不同效果,介绍V-Ti基脱硝催化剂催化氧化Hg0的研究现状。     

煤泥催化燃烧时SO2和NOx的排放特性

利用固定床反应器在500℃～1 000℃下对煤泥进行燃烧实验,考察煤泥中分别添加麦饭石(MS)为载体的钼基催化剂(Mo/MS)和添加HZSM-5为载体的钼基催化剂(Mo/HZSM-5)燃烧时的燃烧特性及SO_2和NO_x排放特性,并利用SEM和XRD等对煤泥燃烧后的灰样进行了分析表征。结果表明:添加Mo/MS和Mo/HZSM-5使煤泥更容易着火且煤泥燃烧速率加快,其中添加Mo/HZSM-5效果更好一些。添加Mo/MS和Mo/HZSM-5催化剂都可以抑制煤泥燃烧时SO_2的释放;也可以抑制煤泥燃烧时NO_x的释放,缩短NO_x释放时间。SEM分析表明煤泥中添加Mo/HZSM-5和Mo/MS燃烧后灰的表面会形成孔隙丰富的絮状物,且灰表面的疏松度随着温度的升高而增大。XRD分析表明煤泥在800℃～900℃燃烧时添加Mo/MS和Mo/HZSM-5均可以促进莫来石(Al_6Si_2O_(13))和白钨矿(CaMoO_4)的生成,燃烧后灰中的主要矿物质有石英、方解石、高岭土、赤铁矿、莫来石和白钨矿。     

钴基催化剂用于富氢条件下CO优先氧化研究进展

综述了钴基催化剂用于富氢条件下CO优先氧化的研究现状，总结了配位环境、金属-载体相互作用、应用环境等因素对催化性能的影响，分析了各种钴基催化剂的优势和不足，并为钴基催化剂未来的研究方向提供新思路。