天然气催化燃烧在燃气轮机和锅炉中的应用

综述了天然气催化燃烧技术在燃气轮机和热水锅炉中的应用和研究现状及其发展方向,介绍了几种不同形式的催化燃烧器和一些典型的设计实例,指出催化燃烧技术仍存在的问题。     

燃油添加剂改善HCCI发动机着火性能的试验研究

针对均质预混合压燃着火(HCCI)发动机低负荷易失火的问题,通过在参考燃料(90%的正庚烷和10%的异辛烷)和93号汽油中分别加入适量的着火改进剂过氧化苯甲酸淑丁脂,在HCCI发动机台架上进行燃烧试验.试验结果表明,在参考燃料中添加质量分数为0.3%~1.2%的过氧化苯甲酸叔丁脂后,与参考燃料相比,低负荷界限拓宽了15%-28%,而高负荷界限却降低了0.5%-7%,表明添加剂在拓宽低负荷的同时使高负荷范围下降.93号汽油添加适量的过氧化苯甲酸叔丁酯能够实现HCCI稳定燃烧,而未加添加剂的汽油则不能燃烧.     

燃料添加剂改善燃料均质自燃着火的研究

应用质谱检测器研究了燃油(含过氧化物添加剂)均相受热燃烧(分解)行为．实验结果表明,过氧化物类添加剂能有效改善燃料着火能力,添加剂起作用的有效温度范围为500～900 K．质谱检测结果与发动机实验结果有很好的一致性,表明设计的实验是研究和筛选HCCI燃料添加剂的一个简便可靠的方法,为今后这一领域的研究提供了一个快速和有力的工具．     

阴极电弧法氧化物薄膜制备技术研究

以阴极电弧离子镀技术为依托,以绝缘氧化物薄膜的制备工艺研究为目的,试验利用脉冲磁复合磁场技术,对氧化物薄膜制备工艺过程进行研究。结果表明:采用阴极电弧离子镀技术可以实现多种绝缘氧化物薄膜的制备;阴极电弧氧化物涂层过程中薄膜具有外延生长的特征,AlTiN有利于促进氧化物薄膜的快速生长,α-Cr₂O₃的结晶结构和晶格参数与α-Al₂O₃相近,可促进α-Al₂O₃的生成;AlTiO的沉积速率1.2～1.875μm/h·CAE,ZrO₂沉积速率1.833μm/h·CAE;可以实现柱状晶ZrO₂薄膜及多元氧化物薄膜的制备,氧化物薄膜隔热功能效果显著,可对热端零部件形成有效的温度保护,AlCrO/ZrO₂高温相结构稳定性较好;在高温条件下,亚稳态Al₂O₃薄膜体系存在向α稳定相转换的趋势;AlTiO薄膜具有优异的化学稳定性及抗粘结性能;CAE脉冲磁复合磁场技术...     

使用加热空气的预混天然气催化燃烧的实验研究

In this paper the premixed catalytic combustion emissions such as CO, unburned hydrocarbon （UHC）, NOx and the temperature distribution in the catalytic monolith with ultra low concentration of Pd were studied. Three types of monoliths were used for experiments and the temperature of preheated air was respectively 50℃, 100℃ and 200℃. The results showed that preheated air made radial temperature in the catalytic monolith uniform which helped to avoid local hot spots so as to decrease NOx emission. The experiment also proved that the shorter monolith showed much better catalytic combustion performance than longer one and the temperature at the exit of the shorter monolith was relatively lower. On the contrary, the temperature was higher in the longer monolith and the lethal NOx emission was slightly increased.     

Pd/Ce基催化剂催化氧化氯苯的性能

采用等体积浸渍法制备Pd/Al₂O₃系列催化剂,考察不同Pd负载量对催化剂催化氯苯活性的影响,结果表明0.75%Pd/Al₂O₃催化剂活性最优,采用BET、H₂-TPR、SEM等对催化剂进行表征分析,表明添加Ce后氧化能力增强,催化氧化效率提高。对催化产物进行分析,使用离子色谱分析了无机Cl^-生成情况及其选择性,使用GC-MS定性分析了有机副产物,发现350℃时有少量苯生成。同时考察了焙烧温度、氯苯浓度、空速对催化活性的影响,结果表明焙烧温度过高或过低都会影响催化剂的活性,在550℃焙烧的催化剂活性更优,400℃时氯苯转化率为96%;氯苯入口处质量浓度在1500～6000mg/m³时,浓度升高,催化氯苯活性降低;空速在15000～30000h^-1时,空速对氯苯催化活性影响不大,但继续提高空速会明显降低催化活性。     

定向凝固干燥法制备取向多孔聚乙烯醇材料研究

文章利用定向凝固干燥法制备了取向多孔聚乙烯醇(PVA)材料。研究并探讨了PVA溶液的浓度、PVA溶液浸入液氮速度等工艺参数对制备的样品微观结构的影响规律。研究结果表明:以水溶性聚合物PVA为原料、利用定向凝固干燥法制备取向多孔材料是可行的。这为聚合物基多孔材料的发展提供了新的思路和方法。     

载体孔道密度对天然气催化燃烧的影响

制备了不同载体孔道密度的Pd/γ-Al_2O_3和六铝酸盐蜂窝催化剂,在自行设计的催化燃烧实验装置上进行了天然气催化燃烧实验。考察了载体孔道密度、空燃比和燃气流量对催化燃烧效果的影响。结果表明,载体孔道密度影响孔道内壁面反应和气相反应变化以及燃烧流体孔道内的流动及燃烧过程的传热传质,当载体孔道密度为200目时,流速减小,加强了气流与壁面上的浓度边界层中反应物质的交换,温度峰值增大,HC排放少;载体孔道密度为400目,气相反应减少,不会产生局部高温区,NO_x排放小。空燃比影响催化反应炉内各床层轴心温度以及炉内温度峰值的出现位置。随着燃气流量的增加,温度随之上升,1200℃以上时会产生较多的NO_x。     

电场诱导W-C-Co体系燃烧合成数学模型及机理研究

基于电场辅助分析法是对体系施加外加电场,通过对电场的控制来控制合成过程的一种方法。本文在前期实验结果的基础上,基于能量守恒定律,建立数学模型,得出W-C-Co体系燃烧合成时转化率随反应时间转变关系曲线,发现电场作用下W-C-Co体系燃烧合成符合金斯特林格扩散模型,得出了W-C-Co体系燃烧合成反应机理。