催化燃烧的应用

美国在20世纪末最后10年里，天然气电厂以每年6000mw装机容量的速率逐年递增。随着“西气东输”世纪工程的启动，我国天然气发电领域也逐渐与世界接轨，因此对该领域中存在的应用技术问题的探索已是刻不容缓。天然气燃烧中的环境问题是由于天然气的热值较高，使得燃烧室温度高达1800℃ ，助燃空气中的n2发生高温氧化，造成nox污染。它以催化燃烧代替传统的火焰燃烧方式,燃烧室温度被降至1500℃以下,能够有效地抑制热效应nox生成反应的发生。工业领域对催化燃烧技术的兴趣还在于,催化剂能够稳定贫燃火焰,进行高空燃比燃烧,增大了燃料的利用率;另外，催化剂促进的无焰燃烧,产生的热流温度适中，无须冷却空气进行稀释,可直接驱动燃气轮机,从而提高热效。因此，催化燃烧应用于燃气轮机发电不仅能够降低对环境的破坏，还大大提高了燃气轮机的效率。
催化燃烧应用在汽车尾气净化领域
汽车尾气催化净化剂其应用原理是在汽车排气管尾部安装催化转化器，co、hc和nox借助燃烧催化剂的作用,发生氧化还原反应而转化为无毒的co2、h2o和n2。所用催化剂为通常所说的三效催化剂,既有把nox还原的功能,同时又有把co和烃类氧化的功能。在大量过剩氧气的存在下，具备原位nox还原能力催化剂的发展，是对于下一代燃油经济型发动机的挑战。如果这一点能够顺利实现,商业化的发动机可以节约燃油25%以上。汽车制造商开发的部分杂合贫燃发动机,是将在贫油状态下产生的nox储存在内置于twc中的一种碱土金属氧化物(如bao)中,周期地快速强化空气—燃油比，将储存的nox在twc上还原。其基本要求为必须使用含硫量低的燃油,以防止sox吸附于催化剂上而导致催化剂的活性中心中毒。随着新材料的应用,以及低硫含量(<50μg/g)汽油的推广生产，这种技术在21世纪具有强大的市场前景。