《改性CuO/ZrO2催化剂催化乏风瓦斯燃烧性能研究》研究背景与意义

2017-03-09 13:10

黑龙江科学 2017年18期

专家导读

煤矿乏风瓦斯又称通风瓦斯，因其甲烷含量低，流量变化大，常规技术较难利用，所以大部分未进行回收处理就直接排放了。据统计，我国排入大气的乏风中纯甲烷量约为100亿～150亿m3/a，与西气东输的天然气量(120亿m3/a)基本相同。大量的乏风瓦斯直接对空排放，不仅造成了资源的极大浪费，而且带来了诸多的环境问题。

乏风瓦斯的主要利用方式是燃烧。然而，乏风中甲烷含量很低，无法直接点燃或维持燃烧，必须借助于催化剂降低反应活化能，实现在较低起燃温度下的无火焰燃烧，即催化燃烧。催化燃烧被认为是处理乏风瓦斯的最有效技术手段，也是当前的研究热点。

利用催化燃烧技术处理乏风瓦斯的前提是制备高活性、高稳定性的催化剂。Cu基催化剂可实现乏风瓦斯催化燃烧，然而Cu本身在高温条件下易团聚，分散度变差，导致催化剂活性和稳定性降低，因此需要合适的制备过程，增强金属离子抗团聚能力，以利于甲烷的吸附与活化。利用等离子体，特别是冷等离子体技术可制备性能优良的催化剂。但采用等离子体强化制备乏风瓦斯催化燃烧Cu基催化剂的研究尚未深入开展。在这种背景下，《改性CuO/ZrO2催化剂催化乏风瓦斯燃烧性能研究》采用氧气为改性气体，对浸渍法制备的CuO/ZrO2催化剂进行低温等离子体改性，并研究改性工艺条件对催化剂催化燃烧乏风瓦斯活性的影响。回收利用乏风瓦斯具有节能和环保双重意义。同时，深入了解乏风瓦斯催化燃烧反应性能可为开发可靠、先进的催化燃烧工艺、优化设计催化燃烧反应器奠定基础。