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甲烷催化燃烧的应用研究

杜小春  
【摘要】:将E 元素引入到Ce-Zr-O 固溶体中,考察了不同E 含量和制备方法对储氧性能的影响。将性能最好的Ce-Zr-E-O 固溶体储氧材料引入到甲烷燃烧催化剂体系,考察了不同储氧材料载体量对催化剂性能的影响,在此基础上对过渡金属氧化物活性组分进行了优选。结果表明,沉淀法制备的样品,其储氧性能和比表面虽不是最好的,但热稳定性却最好,老化后表现出最佳的储氧性能和比表面。加上沉淀法操作简便,是工业化生产的最佳方法。含20% E 的储氧材料,表现出最好的热稳定性和老化后最佳的储氧性能。以m(YSZ-Al_2O_3):m(OSM)=1:1 的混合物为载体,浸渍12%Co_3O_4+3%Fe_2O_3+3%MnO_2的活性组分,可制得活性和热稳定性都很好的催化剂,具有很强的实用性。 将上述实用型催化剂涂覆到蜂窝状堇青石基体上,制得整体式催化燃烧板,在此基础上,通过优化喷嘴直径大小、支架高度与结构、催化涂层深度等关键参数和结构研制出了天然气催化燃烧炉样机,此样机与商品红外线灶及空白灶进行了对比测试,并经国家燃气具质量监督检验中心检测,具有热效率高、烟气中CO 和NO_x浓度低、噪音低的特点,在灶具上实现了催化燃烧技术和预混燃烧技术的有机结合,是高效节能环保的高新技术新产品。 以上述实用型催化剂体系为基础,通过优化燃烧器和换热系统结构,以及催化板厚度、催化涂层深度、风机的工作电压、热强度等关键参数开发研制出


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