催化燃燒的應用

美國在20世紀末最后10年里，天然氣電廠以每年6000mw裝機容量的速率逐年遞增。隨著“西氣東輸”世紀工程的啟動，我國天然氣發電領域也逐漸與世界接軌，因此對該領域中存在的應用技術問題的探索已是刻不容緩。天然氣燃燒中的環境問題是由于天然氣的熱值較高，使得燃燒室溫度高達1800℃ ，助燃空氣中的n2發生高溫氧化，造成nox污染。它以催化燃燒代替傳統的火焰燃燒方式,燃燒室溫度被降至1500℃以下,能夠有效地抑制熱效應nox生成反應的發生。工業領域對催化燃燒技術的興趣還在于,催化劑能夠穩定貧燃火焰,進行高空燃比燃燒,增大了燃料的利用率;另外，催化劑促進的無焰燃燒,產生的熱流溫度適中，無須冷卻空氣進行稀釋,可直接驅動燃氣輪機,從而提高熱效。因此，催化燃燒應用于燃氣輪機發電不僅能夠降低對環境的破壞，還大大提高了燃氣輪機的效率。
催化燃燒應用在汽車尾氣凈化領域
汽車尾氣催化凈化劑其應用原理是在汽車排氣管尾部安裝催化轉化器，co、hc和nox借助燃燒催化劑的作用,發生氧化還原反應而轉化為無毒的co2、h2o和n2。所用催化劑為通常所說的三效催化劑,既有把nox還原的功能,同時又有把co和烴類氧化的功能。在大量過剩氧氣的存在下，具備原位nox還原能力催化劑的發展，是對于下一代燃油經濟型發動機的挑戰。如果這一點能夠順利實現,商業化的發動機可以節約燃油25%以上。汽車制造商開發的部分雜合貧燃發動機,是將在貧油狀態下產生的nox儲存在內置于twc中的一種堿土金屬氧化物(如bao)中,周期地快速強化空氣—燃油比，將儲存的nox在twc上還原。其基本要求為必須使用含硫量低的燃油,以防止sox吸附于催化劑上而導致催化劑的活性中心中毒。隨著新材料的應用,以及低硫含量(<50μg/g)汽油的推廣生產，這種技術在21世紀具有強大的市場前景。