《改性CuO/ZrO2催化劑催化乏風(fēng)瓦斯燃燒性能研究》研究背景與意義

專家導(dǎo)讀

《改性CuO/ZrO2催化劑催化乏風(fēng)瓦斯燃燒性能研究》研究背景與意義

煤礦乏風(fēng)瓦斯又稱通風(fēng)瓦斯，因其甲烷含量低，流量變化大，常規(guī)技術(shù)較難利用，所以大部分未進(jìn)行回收處理就直接排放了。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)排入大氣的乏風(fēng)中純甲烷量約為100億～150億m3/a，與西氣東輸?shù)奶烊粴饬?120億m3/a)基本相同。大量的乏風(fēng)瓦斯直接對(duì)空排放，不僅造成了資源的極大浪費(fèi)，而且?guī)砹酥T多的環(huán)境問題。

乏風(fēng)瓦斯的主要利用方式是燃燒。然而，乏風(fēng)中甲烷含量很低，無法直接點(diǎn)燃或維持燃燒，必須借助于催化劑降低反應(yīng)活化能，實(shí)現(xiàn)在較低起燃溫度下的無火焰燃燒，即催化燃燒。催化燃燒被認(rèn)為是處理乏風(fēng)瓦斯的最有效技術(shù)手段，也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

利用催化燃燒技術(shù)處理乏風(fēng)瓦斯的前提是制備高活性、高穩(wěn)定性的催化劑。Cu基催化劑可實(shí)現(xiàn)乏風(fēng)瓦斯催化燃燒，然而Cu本身在高溫條件下易團(tuán)聚，分散度變差，導(dǎo)致催化劑活性和穩(wěn)定性降低，因此需要合適的制備過程，增強(qiáng)金屬離子抗團(tuán)聚能力，以利于甲烷的吸附與活化。利用等離子體，特別是冷等離子體技術(shù)可制備性能優(yōu)良的催化劑。但采用等離子體強(qiáng)化制備乏風(fēng)瓦斯催化燃燒Cu基催化劑的研究尚未深入開展。在這種背景下，《改性CuO/ZrO2催化劑催化乏風(fēng)瓦斯燃燒性能研究》采用氧氣為改性氣體，對(duì)浸漬法制備的CuO/ZrO2催化劑進(jìn)行低溫等離子體改性，并研究改性工藝條件對(duì)催化劑催化燃燒乏風(fēng)瓦斯活性的影響。回收利用乏風(fēng)瓦斯具有節(jié)能和環(huán)保雙重意義。同時(shí)，深入了解乏風(fēng)瓦斯催化燃燒反應(yīng)性能可為開發(fā)可靠、先進(jìn)的催化燃燒工藝、優(yōu)化設(shè)計(jì)催化燃燒反應(yīng)器奠定基礎(chǔ)。