汽车催化剂快速起燃技术

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催化燃烧的操作方法

催化燃烧的操作方法

催化燃烧的操作方法

催化燃烧是一种利用催化剂促进燃料燃烧的方法。下面是催化燃烧的操作方法:

1. 准备好所需的催化剂和燃料。催化剂可以是固体、液体或气体,常见的催化剂包括金属催化剂、金属氧化物、化学复合物等。燃料可以是液体、气体或固体。

2. 将催化剂与燃料置于合适的反应器中。反应器可以是反应瓶、反应釜、反应管等。

3. 提供适当的反应条件。催化燃烧的反应条件可以是温度、压力、浓度等。根据催化剂和燃料的属性和需求,选择合适的反应条件。

4. 启动反应。启动反应通常需要提供能量的输入,例如提供点火源或外部加热。催化剂将加速燃料的氧化反应,产生燃烧所需的热能。

5. 控制反应过程。根据需要,可以通过调节温度、压力、催化剂浓度等控制参数来控制反应速率和效果。

6. 考虑产品分离和收集。催化燃烧反应通常会产生一些副产物,这些副产物可以与所需产物一起分离和收集。

7. 进行催化剂的修复和再利用。催化剂在反应过程中可能会失活或受到污染,

需要对其进行修复或更换,以使其重新恢复活性。

这是一般催化燃烧的操作步骤,具体的步骤可能会根据催化剂和燃料的不同而有所变化。在进行催化燃烧之前,建议在实验室或工厂中先进行一些实验和安全评估,以确保操作的安全性和可行性。

催化燃烧原理及催化剂

催化燃烧原理及催化剂

催化燃烧原理及催化剂

催化燃烧是一种利用催化剂加速燃烧过程的技术。催化燃烧可以降低

燃烧温度、提高燃烧效率,同时减少有害气体的产生。催化燃烧原理及催

化剂的选择十分重要,本文将详细介绍催化燃烧的原理及常见催化剂。

催化燃烧原理是通过在燃烧反应中引入催化剂,使其参与反应但不被

消耗,从而改善反应条件,提高反应速率,降低活化能。催化剂能够从化

学反应中吸附和解离气体分子,改变反应物之间的键能,使其发生反应。

在催化燃烧中,催化剂通过分解高能离子中的氧气,从而产生自由基,使

其与燃料分子发生反应,从而加速燃烧过程。

选择合适的催化剂对催化燃烧过程至关重要。常见的催化剂包括铂、钯、铁、钠等金属及其化合物。铂是一种具有良好催化性能的催化剂,尤

其在汽车尾气净化中被广泛应用。铁催化剂具有较高的催化活性、选择性

和稳定性,常被用于有机废气的处理。

催化剂的选择与催化燃烧原理密切相关。催化剂需要具有较高的催化

活性和稳定性,能够降低燃烧温度、提高反应速率,同时不被消耗或污染。催化剂的选择需考虑其化学性质、结构性质、热学性质等因素。另外,催

化剂的表面活性和表面积也是影响催化效果的重要因素。较高的表面活性

和表面积可以提供更多的催化活性位点,增加与反应物分子的接触机会,

从而提高催化效率。

催化燃烧的应用领域广泛,包括汽车尾气净化、工业废气处理、生物

质燃烧、煤气化等。催化燃烧可以提高能源利用效率,减少有害气体的排放,有助于环境保护。在汽车尾气净化中,催化剂通常被用于转化废气中

的一氧化氮、氮氧化物、碳氢化合物等有害气体。在工业废气处理中,催

催化燃烧技术介绍

催化燃烧技术介绍

催化燃烧技术介绍

在燃烧过程中,催化剂通过降低燃料的活化能来提高燃烧反应的速率。在低温下,催化剂能够加速燃料的氧化反应,提高燃料的燃烧速率。同时,它还能够选择性地促使一些无害物质的生成,降低有害物质的排放。

催化燃烧技术在汽车尾气处理中有着广泛的应用。现代汽车使用的催

化转化器利用铂、钯等金属催化剂,将发动机排出的废气中的氮氧化物、

碳氢化合物和一氧化碳等有害物质转化为氮、二氧化碳和水等无害物质。

它能够高效地降解有害气体,减少空气污染。

此外,催化燃烧技术还在石化工业和发电厂等领域得到了应用。石化

工业中的催化裂化和氧化反应都需要催化剂来促进反应的进行,并提高产

物的选择性和纯度。催化燃烧技术还可以用于发电厂的燃烧过程中,提高

燃烧效率,减少燃料的消耗量和排放的污染物。

催化燃烧技术的研究和发展主要包括催化剂的选择和优化、反应条件

的控制和催化剂的再生等方面。催化剂的选择和优化是催化燃烧技术的关键。科学家们通过改变催化剂的成分和结构,提高催化剂的活性和稳定性,使催化剂的催化效果更加优化。同时,对于反应条件的控制和催化剂的再

生也对催化燃烧技术的实际应用产生重要影响。

总之,催化燃烧技术是一种有效的能源转换技术,具有重要的环境保

护和能源利用意义。它在汽车尾气处理、石化工业和发电厂等领域的应用

已经得到了广泛的认可和应用。随着科学技术的不断发展,催化燃烧技术

还将不断改进和完善,为实现清洁能源和可持续发展做出更大的贡献。

催化燃烧的原理

催化燃烧的原理

催化燃烧的原理

催化燃烧是一种特殊的燃烧过程,可以在温度比常规燃烧更低的条件下发生。催化燃烧是使用催化剂来加速燃烧反应的过程。催化剂本身不参与到化学反应中,但能够促进反应的发生,从而使反应更快,更有效地完成。

催化燃烧的原理是催化剂能够低温加速反应,使反应更加均匀,从而使反应更有效。当催化剂与反应物接触时,催化剂会激活反应物,使反应物能够更容易地发生反应。这样反应就可以在更低的温度下发生,比常规燃烧反应所需要的温度要低得多。

催化燃烧一般用于汽油发动机、燃气发动机等机械设备,它可以有效提高燃烧效率,改善燃烧压力、温度和燃烧室的湿度,从而提高发动机的性能。而且,催化燃烧反应比普通燃烧更加温和,能够有效减少污染物的排放,使空气更清洁。

总之,催化燃烧是一种很有效的燃烧方式,能够在低温条件下发生,更有效地完成燃烧反应,提高发动机的性能,减少污染物的排放,使空气更清洁。

催化燃烧 催化剂

催化燃烧 催化剂

催化燃烧催化剂

催化燃烧是一种能够提高燃料燃烧效率的技术,通过引入催化剂,可以降低活化能,加速反应速率,从而使燃料在较低温度下燃烧,减少能源消耗和环境污染。

一、催化燃烧的原理

催化燃烧是通过引入催化剂,降低燃料与氧气之间的活化能,从而加速反应速率。催化剂是一种能够改变反应路径、降低反应活化能的物质。在催化剂的作用下,燃料与氧气之间的反应可以在较低的温度下进行。

二、催化剂的种类及应用

1. 贵金属催化剂:如铂、钯、铑等,常用于汽车尾气净化系统中,可以将一氧化碳、氮氧化物等有害气体转化为无害物质。

2. 过渡金属氧化物催化剂:如二氧化钛、氧化铝等,常用于工业燃烧中,可以提高燃料的燃烧效率,减少燃料浪费和环境污染。

3. 分子筛催化剂:如沸石、氧化锆等,常用于石油炼制和化工生产中,可以提高反应选择性和产率。

4. 生物催化剂:如酶、微生物等,常用于生物燃料电池中,可以将生物质转化为电能。

三、催化燃烧的优势

1. 节约能源:催化燃烧可以在较低温度下进行,降低了燃料的能量

损失,提高了能源利用效率。

2. 减少污染物排放:催化燃烧可以促使燃料完全燃烧,减少有害气体的生成和排放,对环境保护具有积极意义。

3. 提高生产效率:催化燃烧可以加速反应速率,缩短反应时间,提高生产效率和产品质量。

4. 扩大应用范围:催化燃烧可以降低反应温度和压力的要求,扩大了燃料的适用范围,提高了应用的灵活性。

四、催化燃烧的应用领域

1. 工业燃烧:催化燃烧可以应用于石油化工、钢铁、电力等行业的燃烧设备,提高燃烧效率,降低能源消耗和环境污染。

催化燃烧方案

催化燃烧方案

催化燃烧方案

催化燃烧是一种采用催化剂促进燃烧反应的技术,具有高效、节能、环保等优点。下面我将介绍一种常见的催化燃烧方案。

该方案的催化剂采用铂金催化剂,可以有效地催化燃烧反应。具体的工艺流程如下:

首先,在燃烧系统中进气口进入燃料和空气。然后,将燃料和空气送入燃料燃烧室,在燃料燃烧室中,添加适量的催化剂。

催化剂起到了至关重要的作用。当燃料和空气经过催化剂时,催化剂会吸附并活化燃料分子和空气分子。活化后的燃料分子和空气分子之间发生氧化还原反应,生成水和二氧化碳等物质,并释放出大量的热能。

与传统燃烧方式相比,催化燃烧能够提高燃料的燃烧效率,减少废气的排放。这主要得益于催化剂具有很高的催化活性和选择性,能够在较低的温度下催化燃烧反应,使燃烧反应更加充分、高效。

另外,该方案还具有很好的节能效果。传统燃烧方式中,燃料的燃烧需要较高的温度才能进行,而催化剂使得燃烧反应可以在较低的温度下进行,减少了能源的消耗。

此外,催化燃烧方案还能够有效地降低废气的排放。传统燃烧方式中,因为燃料的燃烧不完全,会产生大量的有害气体和颗粒物,对环境造成污染。而催化剂能够催化燃烧反应,提高燃

烧效率,减少有害气体和颗粒物的排放。

综上所述,催化燃烧方案采用铂金催化剂,通过催化燃烧反应使燃料和空气中的分子活化,并在较低的温度下达到高效、节能和环保的效果。这种方案在工业生产和能源利用等领域有着广阔的应用前景。

催化燃烧方案

催化燃烧方案

催化燃烧方案

催化燃烧方案是利用催化剂促进燃料与氧气之间的反应,提高燃烧效率和降低燃烧产物的排放。以下是一个催化燃烧方案的示例。

首先,选择合适的催化剂。在催化燃烧中常用的催化剂有铂、钯、铑等贵金属催化剂,它们具有高催化活性和稳定性。催化剂应具有较大的比表面积和适当的孔结构,以增加与反应物的接触面积和反应速率。

其次,确定适宜的催化燃烧温度。催化燃烧的温度一般比传统燃烧低,这有助于降低燃料的燃烧温度和燃烧产物的生成。温度过高可能会导致催化剂的失活或烧结,降低催化效果。

然后,设计合理的反应体系。例如,在汽车尾气催化燃烧中,可以设计一个三元催化剂,用于同时催化氧化反应和还原反应。氧化反应将CO和HC转化为CO2和H2O,而还原反应将

NOx转化为N2和H2O,降低废气中的有害物质排放。此外,可以通过控制催化剂的孔结构和添加助剂来实现更高的催化效率。

最后,进行催化燃烧反应。在反应过程中,将燃料和氧气按一定的比例供给催化剂,控制反应温度和反应时间,使反应物在催化剂表面发生氧化和还原反应。催化剂表面的活性位点能够降低活化能,加速反应速率,从而提高燃烧效率和降低燃烧产物。

综上所述,催化燃烧方案可以通过选择适合的催化剂、确定适宜的反应温度和设计合理的反应体系来实现更高的催化效率。催化燃烧技术在环境保护和能源利用方面具有重要的应用价值,在汽车尾气处理、工业污染治理等领域有着广泛的应用前景。

汽车催化剂快速起燃技术

汽车催化剂快速起燃技术

汽车催化剂快速起燃技术

北京理工大学 王亚军 冯长根 安琴 游少雄 王丽琼

(北京 100081)

摘要 汽车排气中大部分的C O和HC是在汽车冷起动期间1~2min内排放的,但是由于冷起动时催化剂未达到工作温度而不能起转化作用,使冷起动排放超标。本文介绍了车用催化剂的快速起燃技术,它们包括电加热催化剂、燃烧器、前置主催化剂、碳氢收集器、排气点火器、前级催化器及二次空气技术等。快速起燃技术能使催化剂在冷起动时加快起燃,达到其工作温度,从而有效转化污染物。

关键词 快速起燃 汽车催化剂 排放控制 冷起动

Automotive C atalyst F ast Light-off Techniques

Beijing University of T echnology W ang Yajun Feng Changgen An Q in You Shaoxiong W ang Liqiong (Beijing 100081)

Abstract C old start C O and HC emissions contribute the majority of the total emissions in the legislated driving cy2 cles.Autom otive catalyst can not w ork since tem perature is low.Autom otive catalyst fast light-off techniques are introduced in this paper.E lectrically heated catalyst,fuel burner,close-coupled main catalyst,hydrocarbon abs orber systems,exhaust gas ignition,pre-catalyst and secondary air-rich fuel mixture are all effective tech2 niques to minimize cold start emissions.

催化燃烧技术工艺流程介绍

催化燃烧技术工艺流程介绍

催化燃烧技术工艺流程介绍

催化燃烧是典型的气—固相催化反应,实质是利用催化剂的深度催化氧化活性将有机物质(VOCs等)在燃点以下的温度(200-400℃)与氧气反应生成CO2、N2和H2O(反应在固体催化剂表面进行,吸附作用使有机分子富集而提高了反应速率;催化剂降低了反应的活化能,使有机废气在较低的起燃温度下进行无焰燃烧)以下是关于该催化燃烧技术的工艺流程介绍。

根据废气预热方式及富集方式,催化燃烧工艺流程可分为预热式、自身热平衡和吸附-催化燃烧三种。

1、预热式当有机废气温度(100℃以下)和浓度较低时在进入反应器前,先在预热室加热升温,燃烧净化后气体在热交换器内与未处理废气进行热交换,以回收部分热量。

2、自身热平衡当有机废气温度高于起燃温度且有机物含量也高时通过热交换器回收部分净化气体产生的热量,不需补充热量,只需设置用于起燃的电加热器。

3、吸附-催化燃烧当有机废气流量大、浓度低、温度低,采用催化燃烧还需耗大量燃料时可先采用吸附手段将有机废气吸附于吸附剂上进行浓缩,然后再经热空气吹扫,使有机废气脱附出来,成为浓缩的高浓度有机废气,再催化燃烧。浓缩有机废气可实现自身热平衡运转,无需外界补充热源。

新催化剂实现CO2直接加氢制取汽油

新催化剂实现CO2直接加氢制取汽油

新催化剂实现CO2直接加氢制取汽油随着全球能源危机的日益加剧和环境污染问题的突出,汽车燃料的研究也愈发迫切。CO2直接加氢制取汽油是一种环保、可持续的方式,可以有效解决CO2排放和能源危机问题。新催化剂的开发是实现这一目标的关键。

首先,我们需要明确CO2加氢制取汽油的原理。CO2加氢制取汽油是一种将环境中的CO2与氢气反应产生烃类燃料的过程。这是一种以CO2为原料、以氢气为还原剂、通过合适的催化剂将CO2和氢气转化为汽油的方法。这种方法在理论上可以实现CO2的循环利用,将废弃的CO2转化为有价值的能源。

目前已经有许多催化剂被用于CO2加氢反应。常见的催化剂有贵金属催化剂、过渡金属催化剂等。然而,这些催化剂在实际应用中存在一些问题。例如,贵金属催化剂价格昂贵,限制了大规模应用的可能性;过渡金属催化剂反应活性低,需要高温条件才能实现高效反应。因此,寻找新催化剂成为CO2加氢制取汽油研究的重要方向。

近年来,一种新型催化剂,氧化石墨烯被广泛研究并在CO2加氢反应中展现出良好的催化性能。氧化石墨烯是一种由石墨烯经过氧化处理得到的材料,具有高表面积、丰富的氧官能团和优异的电子传输性质。这些特性使氧化石墨烯具备良好的催化性能,能够有效促进CO2和氢气的反应。

氧化石墨烯作为新催化剂在CO2加氢制取汽油中的应用有以下几个优势。首先,氧化石墨烯能够提供丰富的活性位点,使得CO2和氢气能够高效地吸附在催化剂表面,从而提高反应速率。其次,氧化石墨烯具有优异的导电性能,可以提供良好的电子传输途径,有效地分散和转移反应中产

催化燃烧技术

催化燃烧技术

催化燃烧技术是一种新型的燃烧技术,它利用催化剂促进燃料的燃烧,从而实现节能降排的目标。催化燃烧技术是一种高效的环保技术,具有节能、低排放、安全性能好等优点,可以有效提高燃烧效率,降低污染。

催化燃烧技术有三大类:一类是烟气催化燃烧技术,其目的是通过催化剂促进烟气中有害物质的燃烧,从而减少污染物的排放;另一类是固体燃料催化燃烧技术,其目的是提高固体燃料的燃烧效率,从而降低污染;第三类是液体燃料催化燃烧技术,其目的是提高液体燃料的燃烧效率,从而降低污染。

催化燃烧技术的应用非常广泛,可以用于汽车、煤气发电、冶金熔炼、钢铁冶炼、建筑材料生产、制药和化工等行业的燃烧过程中。催化燃烧技术的应用可以有效地减少空气污染,同时也可以提高燃烧效率,节省能源。

催化燃烧技术的发展取决于催化剂的研发。当前,世界各国都在加大对催化剂研发的投入,目的是改善催化剂的性能,提高催化燃烧效率,更好地促进催化燃烧技术的发展。

总之,催化燃烧技术是一种有效的环保技术,可以有效地减少空气污染,同时也可以提高燃烧效率,节省能源,为我们构建更美好的环境做出了积极贡献。

论述催化燃烧的原理及应用

论述催化燃烧的原理及应用

论述催化燃烧的原理及应用

一、催化燃烧的概述

催化燃烧是一种通过利用催化剂而实现的燃烧方式。相比于传统的燃烧方式,

催化燃烧具有更高的燃烧效率和更低的能耗。本文将重点讨论催化燃烧的原理、催化剂的种类以及其在工业生产中的应用。

二、催化燃烧的原理

催化燃烧依靠催化剂来提高燃烧反应的速率。催化剂可以通过改变反应物的吸

附性能、降低活化能等方式来加速燃烧反应。具体来说,催化剂通过两个关键步骤实现催化燃烧:

1.吸附:催化剂中的活性位点吸附反应物分子,将其吸附在催化剂表面。

吸附可以改变反应物的空间构型并提高分子间的相互作用。

2.反应:吸附在催化剂表面的反应物分子发生化学变化,形成新的化学

键以释放能量。这些新的化学键会进一步加快其他反应物的吸附和反应过程。

三、催化剂的种类

催化剂可以根据其物理性质和应用领域的不同进行分类。下面列举了几种常见

的催化剂:

•金属催化剂:如铁、铂等金属催化剂,常用于催化裂化和氧化反应。

•金属氧化物催化剂:如氧化锌、氧化铝等催化剂,常用于脱硫、脱氮和氧化反应。

•酸碱催化剂:如氢氟酸、硫酸等催化剂,常用于酯化、醇酸脱水等反应。

•酶催化剂:如蛋白质酶、核酸酶等生物催化剂,常用于生物化学反应。

四、催化燃烧在工业生产中的应用

催化燃烧在工业生产中具有广泛的应用。下面列举了几个常见的应用领域:

1.石油化工领域:催化裂化是石油加工中常用的工艺,通过使用金属催

化剂将重质石油分子裂解成轻质油品,提高石油的利用率。

2.环保领域:催化转化是治理尾气和废气的重要方法。通过使用金属氧

化物催化剂,可以将有害气体转化为无害的物质,减少环境污染。

催化燃烧的原理与应用

催化燃烧的原理与应用

催化燃烧的原理与应用

催化燃烧是一种利用催化剂加速燃烧反应速率的方法。催化剂通过降

低燃烧反应的活化能,使反应更容易发生,并且在反应结束后可以重新使用。催化燃烧具有高效、环保、省能等优点,广泛应用于工业生产和环境

保护领域。

催化燃烧的原理主要涉及两个方面:催化剂与废气反应和催化剂与燃

料反应。催化剂与废气反应主要是通过吸附和解离作用,将废气中的氧气、氮氧化物等污染物转化为无害物质。催化剂与燃料反应则是通过吸附和解

离作用,使燃料分子活化,以提高燃烧效率和减少排放物的产生。

1.汽车尾气净化:汽车尾气中含有一些有害物质,如一氧化碳、氮氧

化物等,通过使用催化转化器,将这些有害物质转化为无害物质,以达到

净化尾气的目的。

2.工业废气处理:工业生产过程中排放的废气中常含有一些有害成分,如二氧化硫、氮氧化物等,催化燃烧技术可以将这些有害物质转化为无害

物质,以减少对环境的影响。

3.家庭燃气炉:家庭燃气炉使用催化燃烧技术可以提高燃烧效率,减

少燃料的消耗,并降低烟尘和有害气体的排放,达到环保与节能的效果。

4.化工生产过程中:化工生产过程中常常需要进行高温的燃烧反应,

使用催化剂可以使反应更加高效,提高生产效率。

5.排放废物燃烧:像垃圾焚烧厂、火电厂等大型场所,常需要处理大

量的废弃物,通过催化燃烧技术可以使废物充分燃烧,并减少有害气体的

排放。

总之,催化燃烧技术在环保和节能方面具有重要的应用价值。通过利

用催化剂,可以降低燃烧反应的温度,提高反应速率,减少有害物质的生

成和排放,达到环境保护的目的。在工业生产和家庭生活中,催化燃烧技

催化燃烧工艺流程

催化燃烧工艺流程

催化燃烧工艺流程

《催化燃烧工艺流程》

在现代工业生产中,燃烧是一种常见的能源转换形式。然而,传统的燃烧过程常常伴随着高温、高压和污染物排放等问题。为了解决这些问题,催化燃烧工艺逐渐成为一种重要的能源转换方式。

催化燃烧是利用催化剂在低温下促进燃料与氧气的反应,从而高效、清洁地释放能量。催化燃烧工艺通常包括以下几个关键步骤:

首先,燃料和氧气必须充分混合。这一步通常由燃烧设备内部的混合器或者预混合燃气进行。

其次,混合后的燃料和氧气进入催化燃烧炉。在炉内,催化剂通过吸附和催化作用促进燃料和氧气的反应,从而释放出热量。

随后,释放的热量被传递到燃烧设备的传热表面,例如热交换器,以便在工业生产中利用。

最后,经过催化燃烧后产生的烟气中的污染物往往会得到有效减少,从而大大降低了环境污染。

催化燃烧工艺的流程简单而高效,广泛应用于燃气发电、工业炉窑、石油化工等领域。与传统燃烧方式相比,催化燃烧更为节能环保,而且能够降低对设备的要求,提高设备寿命。

在未来,随着环保要求的提高,催化燃烧工艺将会在生产中得到更为广泛的应用,为工业生产带来更加清洁和高效的能源转换方式。

催化燃烧可行性研究报告

催化燃烧可行性研究报告

催化燃烧可行性研究报告

一、催化燃烧技术的原理及发展历程

催化燃烧技术是利用催化剂在较低温度下促进燃烧反应的一种高效清洁燃烧技术。其原理

是通过催化剂的作用,使燃料与氧气在比较低的温度下快速反应,产生高温燃烧,从而降

低燃烧温度和提高反应速率,减少燃料消耗和有害气体的排放。

催化燃烧技术的发展历程可以追溯到19世纪初,最早由英国科学家达尔顿提出。20世纪初,德国科学家马尔纳开发了铂催化剂,实现了氢氧化合物的氧化催化燃烧。随着催化剂

的不断进步和应用范围的扩大,催化燃烧技术得到了广泛应用,成为燃烧工艺的一个重要

分支。

二、催化燃烧技术的应用领域

1. 污染物净化:催化燃烧技术被广泛应用于汽车尾气净化、工业废气处理和焚烧炉等领域,有效降低有害气体的排放,保护环境和人类健康。

2. 能源转化:催化燃烧技术可将固体废弃物、废弃煤矸和生物质等转化为能源,促进资源

的循环利用和能源的可持续发展。

3. 环境治理:催化燃烧技术可用于处理水污染、土壤污染和垃圾焚烧等环境治理工程,保

护生态环境和促进可持续发展。

三、催化燃烧技术的优势和挑战

催化燃烧技术具有一系列的优势,包括燃烧温度低、反应速率快、能耗低、操作简单等,

然而也面临着一些挑战,如催化剂稳定性、成本高、反应选择性等。需要进一步研究和发展,以提高催化燃烧技术在环保和能源领域的应用。

四、催化燃烧技术的发展趋势和前景

未来,随着科学技术的不断进步和环保意识的增强,催化燃烧技术将逐渐取代传统的燃烧

技术,成为清洁高效的新型燃烧技术。我们应该加大科研投入、加强技术创新,推动催化

催化燃烧设备催化剂

催化燃烧设备催化剂

催化燃烧设备催化剂

随着环境污染问题日益严重,燃烧过程中产生的大量有害气体成为了亟待解决的问题。而催化燃烧设备催化剂的应用正是为了解决这一难题。本文将介绍催化燃烧设备催化剂的原理、种类、应用场景以及未来发展趋势。

一、催化燃烧设备催化剂的原理

催化燃烧设备催化剂是一种能够加速燃烧反应速率的物质。它可以在较低的温度下使燃料与氧气发生氧化反应,从而达到高效燃烧的目的。催化燃烧设备催化剂通过提供活化能,降低反应的能量垒,从而加速反应速率。同时,催化剂本身并不参与反应,因此可反复使用,具有较长的使用寿命。

二、催化燃烧设备催化剂的种类

催化燃烧设备催化剂的种类繁多,常见的有贵金属催化剂、过渡金属催化剂以及复合型催化剂等。

1. 贵金属催化剂:如铂、钯、铑等贵金属常被用作催化燃烧设备催化剂。这些贵金属具有较高的催化活性和稳定性,在高温条件下能够有效催化燃料的燃烧反应。

2. 过渡金属催化剂:过渡金属如镍、铁、铜等也常被用作催化燃烧

设备催化剂。这些过渡金属催化剂具有较低的成本和较好的催化活性,适用于大规模工业生产。

3. 复合型催化剂:复合型催化剂是将不同类型的催化剂进行组合,以提高催化效果。常见的复合型催化剂包括贵金属与过渡金属的复合催化剂、金属氧化物与过渡金属的复合催化剂等。

三、催化燃烧设备催化剂的应用场景

催化燃烧设备催化剂广泛应用于工业生产和环境保护领域。

1. 工业生产:催化燃烧设备催化剂可用于石油化工、冶金、化学工业等领域的燃烧设备中,提高燃烧效率,减少有害气体的排放。

2. 环境保护:催化燃烧设备催化剂可应用于烟气脱硫、脱氮等治理系统中,将有害气体转化为无害物质,减少对大气环境的污染。

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汽车催化剂快速起燃技术

北京理工大学 王亚军 冯长根 安琴 游少雄 王丽琼

(北京 100081)

摘要 汽车排气中大部分的C O和HC是在汽车冷起动期间1~2min内排放的,但是由于冷起动时催化剂未达到工作温度而不能起转化作用,使冷起动排放超标。本文介绍了车用催化剂的快速起燃技术,它们包括电加热催化剂、燃烧器、前置主催化剂、碳氢收集器、排气点火器、前级催化器及二次空气技术等。快速起燃技术能使催化剂在冷起动时加快起燃,达到其工作温度,从而有效转化污染物。

关键词 快速起燃 汽车催化剂 排放控制 冷起动

Automotive C atalyst F ast Light-off Techniques

Beijing University of T echnology W ang Yajun Feng Changgen An Q in You Shaoxiong W ang Liqiong (Beijing 100081)

Abstract C old start C O and HC emissions contribute the majority of the total emissions in the legislated driving cy2 cles.Autom otive catalyst can not w ork since tem perature is low.Autom otive catalyst fast light-off techniques are introduced in this paper.E lectrically heated catalyst,fuel burner,close-coupled main catalyst,hydrocarbon abs orber systems,exhaust gas ignition,pre-catalyst and secondary air-rich fuel mixture are all effective tech2 niques to minimize cold start emissions.

K ey w ords Fast light-off,Autom otive catalyst,Emission control,C old start

1 概述

空气污染的加剧促进了汽车排放控制技术的发展,采用催化转化器是控制汽车排放最理想和最重要的措施之一。但是随着汽车保有量不断增加,空气污染依然严重。世界各国都不断制定更加严格的排放法规,美国加州大气资源局(C ARB)提出低排放车(Low emission vehicle,LE V)和零排放车(Z ero emis2 sion vehicle,ZE V)计划;欧共体从2000年1月开始执行E U Phase3标准,2005年1月起执行E U Phase4标准;在我国,北京市于1999年1月开始实施新的汽车排放标准(DB11/105-1998),它是我国目前最为严格的地方性排放法规(严于国家标准),相当于90年代初的欧洲一号标准。为了满足排放标准,出现了各种尾气净化措施。采用电子控制燃油喷射技术和三元催化转化器(Three-way catalyst,T WC)组成的闭环控制系统能较好地控制排放,但仍然不能满足LE V要求。在汽车排放过程中,冷起动时(初始一、二分钟内)C O和HC的排放占总排放的大部分,如在FTP(Federal T est Procedure)的初始(冷起动)阶段,就排放出60%~80%的C O和HC[1-3]。初始排放量高主要有两个原因,一是催化剂未达到起燃温度,不能进行催化反应;二是发动机起动时处于富油工况,氧化过程因缺少O2而不能进行。因此需要在冷起动时使催化剂快速起燃,并保障有足够的O2参与氧化反应。

2 汽车催化剂快速起燃技术

通常采用的催化转化器系统见图1-(a),转化器安装在原消声器的位置上。它的不足在于其起燃性能上,T WC需要在300~450℃[4]的工作温度范围内才能有接近100%的转化效率。为了减少冷起动排放,达到排放限值的要求,一些催化剂快速起燃技术已经产生并得到应用。它们可以分两类:

(1)被动技术:改变排气系统的设计(如使催化转化器紧靠发动机、使用前级催化剂以及HC收集器)以减少冷起动排放。

(2)主动技术:冷起动时,用额外的可控能量来升高排气温度(如电加热催化剂、燃烧器及二次空气喷射等)使催化剂快速起燃。

211 前置主催化剂(Close-coupled main catalyst)也称快速起燃催化剂(fast light-off catalyst),它

2000年(第29卷)第2期小 型 内 燃 机N o12(V ol129)2000

是把催化转化器紧靠发动机排气歧管安装,见图1-(b )。此技术使用隔热的排气管和尾管,并通过增加催化剂的表面积、提高催化剂中贵金属含量等措施,利用排气的高温使催化剂在汽车冷起动时快速升温。由于催化剂靠近发动机,热冲击和排气阻力都是要考虑的,在发动机高负荷运行工况下,会因为高的热负荷而使催化剂加速老化,大的排气阻力会使发动机动力性能下降。近来,催化涂层技术的提高(增加涂层比表面积和高温稳定性),使得含Pd 催化剂即使在1000℃以下也很稳定[5]。使用金属载体或壁薄的陶瓷体可以减小排气背压。

只要催化剂能够保持稳定,把转化器前置是一种有效降低冷起动排放的方法。为使转化器具有足够的寿命,应该仔细设计和选择催化剂。

212 前级催化剂(Pre -catalyst )

也称为起动催化剂(start -up catalyst )。这种技

术包括两级催化剂,主催化剂在原位置,前级催化剂放置在排气歧管附近,见图1-(c )。体积大的前级催化剂有高的热惯性,会导致主催化剂升温慢,因此应该仔细设计前级催化剂配方和体积,通常它只有主催化剂体积的10%~30%,这样可以不必改动汽车底盘结构而方便安装。总体考虑转化效率和成本,可以借助计算机对前级催化剂体积进行优化设计[6]。通常前级催化剂的活性组分为贵金属(Pd -Rh 或Pd ),并且具有高负载量(一般三倍于主催化剂),这样有助于氧化反应放热,使产生的热量尽快加热主催化剂)

图1 快速起燃技术装置示意图

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3 小 型 内 燃 机 N o 12(V ol 129)2000

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