由催化燃燒驅(qū)動(dòng)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排放物可以包含比常規(guī)火焰發(fā)動(dòng)機(jī)排出的有害氣體顯著更低水平的有害氣體。此處報(bào)道的研究表明,利用金屬支持的鉑催化劑燃燒系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電,并結(jié)合小的有害排放,該燃燒系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)用于確保與發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)的較大兼容性。建議了這些系統(tǒng)的許多重要應(yīng)用。
催化燃燒,即由催化劑促進(jìn)的無焰燃燒,可以用各種燃料進(jìn)行,從高辛烷值航空精油或丙烷氣體到低BTU廢氣或殘油。在莊信萬豐的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)尋求并研究了這種燃燒的應(yīng)用十多年。這些研究包括無焰加熱器,用于各種農(nóng)業(yè),工業(yè)和娛樂目的,特別是用于燃燒有機(jī)煙霧的Honeycat?系統(tǒng),否則會(huì)導(dǎo)致大氣污染。塔格特機(jī)電設(shè)備將該原理應(yīng)用于從廢氣產(chǎn)生熱量。另一個(gè)重要發(fā)展是催化燃燒成功應(yīng)用于直接發(fā)電,例如通過燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。過去幾年在莊信萬豐研究中心與泰晤士河畔紐卡斯?fàn)柕膰H研究與發(fā)展有限公司以及桑德蘭理工學(xué)院合作開展的工作旨在證明燃?xì)廨啓C(jī)可以有效地發(fā)電。在燃燒室中使用催化劑。這種系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是,與傳統(tǒng)的火焰發(fā)動(dòng)機(jī)相比,作為較低燃燒反應(yīng)溫度的直接結(jié)果,實(shí)現(xiàn)了更低的污染水平。然而,僅僅將催化單元裝配到傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中是不夠的。由Johnson
Matthey開發(fā)的燃?xì)廨啓C(jī)催化燃燒系統(tǒng)主要由三個(gè)區(qū)域組成,氣體依次通過這三個(gè)區(qū)域, 在預(yù)熱燃燒器中,持續(xù)使用少量燃料來預(yù)熱入口氣體。
金屬負(fù)載鉑催化劑的位置取決于所用的類型,但在這種應(yīng)用中,68%的輸送空氣流過它,其余的通過熱區(qū)域的稀釋孔進(jìn)入系統(tǒng)。
如果需要“阻流體”來產(chǎn)生超高溫,則它在軸向位于催化劑和稀釋孔之間預(yù)熱燃燒器。通過在入口氣體到達(dá)催化劑之前預(yù)熱入口氣體,使用小型富燃料火焰燃燒器來啟動(dòng)燃燒過程。燃燒器的設(shè)計(jì)確?;鹧娌粫?huì)完全燃燒燃料,而是通過引入催化劑前面的空氣淬火,從而使火焰產(chǎn)生的氮氧化物小。
催化燃燒的應(yīng)用包括無污染能源的生產(chǎn),保護(hù)和使用
能量轉(zhuǎn)換:低等級(jí)化石燃料和工業(yè)廢氣可以轉(zhuǎn)化為電力或其他形式的電力
污染避免:來自固定式,航空式和汽車式燃?xì)廨啓C(jī)的不希望的廢氣固有地較低
污染控制:工業(yè)過程中的有機(jī)排放可以在經(jīng)濟(jì)上被破壞
節(jié)能減排:在有害排放物燃燒過程中產(chǎn)生的熱量可以回收用于空間或工藝加熱
催化劑單元。將二次燃料注入加熱的氣流中,然后使其通過催化劑單元。設(shè)置預(yù)燃燒器條件,使得催化劑入口處的溫度足以在所有操作條件下促進(jìn)燃燒反應(yīng)。催化燃燒在比火焰燃燒燃燒更低的溫度下進(jìn)行,并且由于這低于大氣氮與氧氣反應(yīng)的溫度,因此產(chǎn)生非常低水平的氮氧化物。
熱區(qū)。為了獲得超過山東催化燃燒設(shè)備載體失效的溫度,可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改性,使得離開催化劑的氣體仍含有一些未反應(yīng)的燃料。在熱區(qū)域中,該燃料的燃燒通過氣相自由基鏈過程完成,并且這可以通過插入“阻流體”來輔助以產(chǎn)生氣體再循環(huán)的區(qū)域。因此,在催化劑之后獲得放熱。