目前為止,人類(lèi)大多使用火焰燃燒,但科學(xué)研究表明,傳統火焰燃燒法熱效低,污染重,制約了我國經(jīng)濟的發(fā)展。從根本上解決火焰燃燒的低效和高排放的途徑是催化燃燒。
本研究在稀土儲氧材料,耐高溫高比表面材料和天然氣燃燒催化劑取得進(jìn)展的基礎上,設計出了能使天然氣徹底燃燒整體式催化劑。以堇青石蜂窩陶瓷為基體,催化劑涂層則由高性能稀土儲氧材料、活性組分及助劑構成。結果表明,催化劑經(jīng)由高溫老化后仍保持高活性,說(shuō)明催化劑具有良好的穩定性。
本催化劑主要包括四大特點(diǎn):
1.改變了燃燒反應的能量釋放方式,能量完全以紅外輻射方式釋放,使能量得到最充分和最有效的利用。?
2.通過(guò)降低維持燃燒反應所需要的反應溫度,節省燃燒反應對燃料燃燒能量的消耗。
3.反應物自由基在催化劑表面引發(fā),使反應被控制在表面進(jìn)行,通過(guò)控制燃燒所需能量來(lái)確保N2不能與O2發(fā)生反應,因此將NOx排放量減至最低。?
4.利用特殊陶瓷載體材料和催化劑涂敷技術(shù),高性能稀土儲氧材料,保證燃燒催化劑具有優(yōu)良的中低溫活性、抗中毒、抗燒結和抗結碳性能。?
以此催化劑制備的催化燃燒爐,熱效率為78%,基本實(shí)現無(wú)污染物排放;比火焰燃燒爐節能20%,高于國家標準,顯示出催化燃燒高效節能和環(huán)境友好的雙重優(yōu)點(diǎn)。還表現出比貴金屬燃燒催化劑更加優(yōu)良的抗毒、抗水、抗結碳、抗高溫燒結等性能。消除了CO、NOx等廢氣污染,同時(shí)消除火焰燃燒熱水器隨使用時(shí)間的增加,CO濃度增加造成的安全隱患,是燃燒爐發(fā)展的理想狀態(tài)。
在效益方面,據國家相關(guān)權威部門(mén)數據估算:按2012年天然氣消費量來(lái)算,可以節約天然氣294.2億立方米,為國家節約近735.5億元,可減少CO2排放0.517億噸,NOx近27萬(wàn)噸及其他污染氣體等等。同時(shí),大量推廣使用本產(chǎn)品不僅能產(chǎn)生巨大的效益,更能推動(dòng)基體蜂窩陶瓷行業(yè)及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。