超低浓度甲烷在Cu/γ-Al_2O_3催化颗粒流化床中的燃烧特性

【摘要】：采用流化床燃烧技术,使用自制Cu/γ-Al2O3颗粒作为催化剂床料,实验研究了超低浓度甲烷在流化床中催化燃烧时床层温度(450～700℃)、流化风速比ω(1.5～4)、进气甲烷体积分数(0.3%～2%)等对甲烷燃烧效率的影响。结果表明,床层温度是影响甲烷催化燃烧反应的关键因素,甲烷的转化率随着床层温度的升高而增加;床层温度达到650℃时,甲烷含量低于1%的超低浓度甲烷其转化率超过95%,继续提高床层温度至700℃且控制流化风速比ω≤2可以实现甲烷的完全转化;甲烷转化率随着流化风速和进气甲烷浓度的增加而降低,当ω3.5时,温度对甲烷转化的影响减弱,未燃烧的甲烷含量增大。动力学实验发现,床层温度较低时,催化反应受动力学控制,测得催化反应的活化能Ea为1.26×105J/mol,反应级数m为0.73,当温度t450℃时,扩散作用影响显著,反应级数增大。 【作者单位】： 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室;重庆大学动力工程学院;
【关键词】： 超低浓度甲烷 流化床 催化燃烧 甲烷转化率 动力学
【基金】：重庆市自然科学基金(2009BA6067) 中央高校基本科研业务费(CDJZR12140031)
【分类号】：O643.36
【正文快照】： 甲烷体积浓度低于5%的超低浓度甲烷广泛存在于矿井煤层气和一些工业废气中。矿井煤层气,从安全角度考虑,其甲烷浓度常被稀释至5%以下,有时甚至低于1%。由于其甲烷含量低,流量和浓度常随操作条件而变化,常规的燃烧技术很难直接加以利用,大部分超低浓度甲烷直接排向了大气,造成

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