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  • 催化燃烧技术的产生及发展概况

      催化燃烧可以使燃料在较低的温度下实现燃烧,对燃烧过程、降低反应温度、燃烧、物质的形成等方面具有极为重要的作用

        

    中文名称:催化燃烧技术  外文名称:catalytic combustion

     

    实质:借助催化剂,降低反应活化能


        催化燃烧可以使燃料在较低的温度下实现燃烧,对燃烧过程、降低反应温度、燃烧、物质的形成等方面具有重要的作用,是一个环境友好的过程,其应用不断扩展,已广泛地应用在工业生产与日常生活的诸多方面。



    催化燃烧技术的产生及发展概况


        我国古代以发酵的方法酿酒和制醋,成为人类利用生物催化剂或催化剂的开始。直到18世纪,才出现了有关非生物催化的应用。1740年,英国医生Ward,J.用硫磺和硝石(硝酸钾)一起燃烧制硫酸;1746年,Roebuck,J.用铅室代替玻璃容器,对Ward的方法进行了改进,这是工业上采用CO催化剂的开始;1806年,法国的Clement,N.和Des-ormes,C.B.阐明了在氧化氮作用下,SO2转化成SO3的机理;1816年,英国化学家Davy,H.发现铂能甲烷和醇蒸汽在空气中的氧化。


    1836年,贝采尼乌斯(J.J.Berzelius)提出了"催化"和"催化剂"的概念,于是人们对催化现象的观察也于19世纪开始了。1895年奥斯特瓦尔德(W.Ostwald)从理论上推断出了"在可逆反应中,催化剂仅能加速化学反应,而不能改变化学平衡"而获得了1909年度的诺贝尔化学奖。20世纪初,催化合成氨技术的工业化,使催化原理出现了一个高峰,也可以说是催化化学中的里程碑。


    1913年哈伯(F.Haber)等人利用磁铁矿,发明了双熔铁氨合成催化剂,利用原料气循环使用的流程,实现了合成氨的大规模工业生产。在此后的半个多世纪,多相催化工业技术经历了40年代末至50年代初的石油炼制技术的大发展(如催化裂化、加氢裂解、催化重整和异构化等);70年代至80年代,是石油化工的大发展阶段(如新型择形ZSM-5分子筛催化剂用于异构化、歧化和芳烃烷基化过程等);特别是进入90年代以后,出现了环境催化技术的大发展,例如催化氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、可挥发性组分(VOCs)的催化氧化。


    汽油车排气催化净化性能的提高和柴油车排气及黑烟微粒的催化,氯氟烃类(CFCs)的催化分解和催化合成代用品,CO2的催化合成利用、催化传感器、燃料电池以及臭氧在低层大气中的催化等。因而,我们可以看到,催化技术在解决当前普遍关心的地球环境问题将发挥着重要的作用,并且催化也将从"以获取有用物质为目的的石油化工催化"的时期,而逐渐地转向了"以物质为目的的新的能源环保催化"时期。


    催化燃烧应用在处理废气

        催化燃烧方法是一种实用简便的废气净化处理技术,该技术是将物分子在催化剂表面作用发生氧化转化为的二氧化碳和水的方法,又称为催化氧化或催化氧化方法。一种发明为工业苯废气的催化燃烧技术,应用的是低成本的非贵金属催化剂,催化剂基本由CuO、MnO2、铜锰尖晶石、ZrO2、CeO2、锆、铈固溶体构成,可降低催化燃烧的反应温度,提高催化活性,还可以大幅度延长催化剂寿命。一种发明为催化燃烧催化剂,用于废气净化处理的催化燃烧催化剂,由块状的蜂窝陶瓷载体骨架与涂覆其上的涂层以及贵金属活性组分组成。该催化剂的涂层由Al2O3、SiO2和一种或几种碱土金属氧化物共同形成的复合氧化物组成,因而具有良好的性能,贵金属活性组分以浸渍法担载,其。


    展望


        催化燃烧不但可以使燃料充分利用,而且无论是从能源利用角度还是从环境保护角度考虑,其技术进步都会对社会发展产生重大影响。对催化燃烧技术不应只停留在理论及实验室水平上,具有现实意义的是应该让催化剂成为一种产业走进我们的生活。

        目前,催化燃烧技术的应用已经进入一个发展的阶段,它的作用也越来越被人们所重视。例如,汽车及其他机动车中由于引入了催化燃烧技术,节省了燃料,降低了废弃物的排放,使环境污染的程度降低。应用在锅炉燃煤中,实现了贫燃料的燃烧过程,打破了传统火焰燃烧的可燃界限,能进一步提高燃气炉的燃烧效率和热效率。另外,催化燃烧技术也已成功应用于其他,例如家用燃气的催化燃烧,水泥熟料的煅烧,石油化工企业中加热炉炉管烧焦技术上的应用等等。可见,催化燃烧的应用之广,意义之大,在未来的社会发展中,它具有举足轻重的地位,对节能降耗,合理利用资源和保护环境上都具有重要的推动作用。因此,大力推进催化燃烧技术的工作,推广催化燃烧技术的应用,对社会的发展和环境的保护具有深刻地意义。


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