目前为止,人类大多使用火焰燃烧,但科学研究表明,传统火焰燃烧法热效低,污染重,制约了我国经济的发展。从根本上解决火焰燃烧的低效和高排放的途径是催化燃烧。
本研究在稀土储氧材料,耐高温高比表面材料和天然气燃烧催化剂取得进展的基础上,设计出了能使天然气彻底燃烧整体式催化剂。以堇青石蜂窝陶瓷为基体,催化剂涂层则由高性能稀土储氧材料、活性组分及助剂构成。结果表明,催化剂经由高温老化后仍保持高活性,说明催化剂具有良好的稳定性。
本催化剂主要包括四大特点:
1.改变了燃烧反应的能量释放方式,能量完全以红外辐射方式释放,使能量得到最充分和最有效的利用。?
2.通过降低维持燃烧反应所需要的反应温度,节省燃烧反应对燃料燃烧能量的消耗。
3.反应物自由基在催化剂表面引发,使反应被控制在表面进行,通过控制燃烧所需能量来确保N2不能与O2发生反应,因此将NOx排放量减至最低。?
4.利用特殊陶瓷载体材料和催化剂涂敷技术,高性能稀土储氧材料,保证燃烧催化剂具有优良的中低温活性、抗中毒、抗烧结和抗结碳性能。?
以此催化剂制备的催化燃烧炉,热效率为78%,基本实现无污染物排放;比火焰燃烧炉节能20%,高于国家标准,显示出催化燃烧高效节能和环境友好的双重优点。还表现出比贵金属燃烧催化剂更加优良的抗毒、抗水、抗结碳、抗高温烧结等性能。消除了CO、NOx等废气污染,同时消除火焰燃烧热水器随使用时间的增加,CO浓度增加造成的安全隐患,是燃烧炉发展的理想状态。
在效益方面,据国家相关权威部门数据估算:按2012年天然气消费量来算,可以节约天然气294.2亿立方米,为国家节约近735.5亿元,可减少CO2排放0.517亿吨,NOx近27万吨及其他污染气体等等。同时,大量推广使用本产品不仅能产生巨大的效益,更能推动基体蜂窝陶瓷行业及相关行业的发展。