天燃气催化剂技术范例(12篇)
天燃气催化剂技术范文篇1
高效利用能源主要是针对传统能源系统而言立足于新技术、新工艺，或者新理念构架的新型的能源利用技术，高效利用能源技术可大大提高了能源的综合利用效率，有效减少污染的排放。高效利用能源技术主要是指的热电联产技术和燃料电池技术。
热电联产是既产电又产热的先进能源利用形式，具有降低能源消耗、提高空气质量、补充电源、节约城市用地、提高供热质量、便于综合利用、改善城市形象、减少安全事故等许多优点，所以世界各国都在大力发展。世界热电联产发展呈现许多趋势，其中，丹麦在热电联产综合利用效率方面超过70％以上。
工业化国家在发展热电联产的同时，由于燃料结构向气体化和非化石矿物化转化，热电联产的规模也越来越小型化，多功能化。这种小型、微型的热电联产被国际上称之为――分布式能源。
分布式能源技术对能源的利用方式与传统的能源利用存在很大的区别，它不再追求规模效益，而是更加注重资源的合理配置，追求能源利用效率最大化和效能的最优化，充分利用各种资源，就近供电供热，将中间输送损耗降至最低。由于小型化和微型化，使能源需求者可以根据自己对于多种能源的不同需求，设置自己的能源系统，调动了终端能源用户参与提高能源利用效率的努力。分布式能源可以和终端能源用户的能源需求系统进行协同优化，通过信息技术将供需系统有效衔接，进行多元化的优化整合，在燃气管网、低压电网、热力管网和冷源管网上，以及信息互联网络上实现联机协作，互相支持、互相平衡，构成一个多元化的能源网络，使能源供应与能源的实际需求更加匹配。对于传统能源形式，分布式能源毫无疑问是一种新型的能源生产利用形式，是信息时代能源技术的核心。它不仅是一些传统能源技术的集合，也是全新的能源综合利用系统。
目前，高效利用能源技术发展的一个重点是“燃料电池”技术。燃料电池的能源利用效率更高，污染更小，理论上燃料电池使用的是氢能，属于可再生能源。但自然界中可以直接利用的氢根本不存在，制氢需要其他外部能量实现。我国制氢的技术方向是如何利用天然气、煤气化、甲醇、乙醇等能源，特别有前途的是利用废弃在地下煤炭资源进行地下可控气化再制氢技术。燃料电池不仅可以解决人类发展的电力难题，同时也可以解决对于石油的替代难题。虽然，就燃料电池技术本身应该属于新能源，但是大多数燃料电池将不会依赖于可再生能源。
热电联产和燃料电泄技术等能源高效利用技术都是立足于新技术、新工艺，或者新理念构架的新型的能源利用技术，虽然不是可再生能源，但针对传统的大规模分离生产的能源系统而言，大大提高了能源的综合利用效率，有效减少了污染的排放。据专家测算，能源利用效率提高1个百分点，可节省能源费用130多亿元。促进能源的合理和高效利用，对我国经济可持续发展具有深远的战略意义。
三低缸三排汽凝汽式汽轮机组热电联产装置
项目简介：一种三低缸三排汽凝汽式汽轮机组热电联产装置，包括高压缸、与中压缸联体低压缸、对称分流式低压缸、低压导汽管、程控装置；在低压导汽管上并联接出抽汽供热支管，在该抽汽供热支管上设置流量调节装置，该支管的另一端与热网相连接；在连通中压缸与对称分流式低压缸的低压导汽管上设置流量调节装置；中压缸出口压力传感器其输出接至程控装置；安装有流量分配软件的程控装置其输出接至主蒸汽输入管路流量调节装置、抽汽供热支管流量调节装置和对称分流式低压缸供汽管道流量调节装置。
意义：本实用新型在不需要供热时仍保持原有之发电功率、热耗率等技术经济指标；而在需要供热时能立即转入热电联产方式运行，供热能力相当于一台135MW超高压热电联产机组或260t/h规模的锅炉房。
生物质等离子体气化
项目简介：该项目研究中提出充分利用热等离子体提供的高温、高能量的反应环境，结合生物质自身特点，使气化过程无焦油形成，同时获得高品位的化学合成气。生物质等离子体气化工艺中，通过调整等离子体气氛以获得不同的目的产物。
意义：生物质与废轮胎、废塑料等共热解气化除得到合适比率的化学合成气外，还可获得碳黑为主的副产物，消除了环境污染，提高了资源利用率，也为固体废弃物的高效洁净处理提供了新的途径，具有较好的经济效益和社会效益。
应用热力学定律分析技术降低制药生产能耗
项目简介：不断应用热力学定律分析制药生产过程中耗能状况，深入开展了许多技术节能工作。以技术创新为切入点，以新思维优先考虑重点用能单位及设备的技术改造。主要手段如下：按质用能，节约蒸汽20%；一次将能源用好，尽量减少回收；减少重复加热、重复冷却过程；依靠仪器仪表测试并应用热力学的计算分析对产品用能进行系统分析，继续深入发现节能潜力；梯级利用能源，实现能源的综合利用。如：多效蒸发器，多效蒸馏水机运用等；不断开发和利用节能新技术，如：采用锅炉分层燃烧技术，膜分离设备，气升式发酵罐、短程（分子）蒸馏器等。
意义：该项目将热力学与制药工艺相结合，通过热平衡和分析，实施按质用能和递阶使用，取得了较大的节能、环保和经济效益。
超低焦油秸秆高效制气技术
项目简介：该技术是以秸秆为主要原料，采用先进的低倍率低速循环流化床气化技术和双层催化裂化炉，通过特定的流场组织和多级进料、组合进气方式，在气化介质和特殊催化剂（钙镁复合催化剂）作用下，在特殊的工艺流程内进行催化气化反应制取超低焦油燃气，其净化过程具有用水量极少，并从生活垃圾中获得的高活性焦炭基材料作为过滤干燥介质等特点。意义：该项目在国内处于领先水平，提高了传统气化炉产气效率和燃气品质，大大降低了燃气中焦油含量，减少了废水的排放和焦油对环境的污染，充分利用农村农林废弃物，避免了其露天放置对环境的污染。
锥形流化床生物质气化技术
项目简介：该项目针对目前国内生物质气化发电、供热、供气存在的原料适应范围窄、燃气焦油含量高、自动化程度低、适用松散型物料的气化发电设备和系统等问题，开发锥形流化床生物质气化发电供热、供气机技术产业化为目标，研制生物质气化装置与气体发电机组成的系列生物质气化发电系统。
意义：降低燃气中的焦油含量；生物质气化系统的操作弹性试验；提高生物质气燃气热值。
燃氢蒸汽锅炉科研开发
项目简介：本实用新型设计了一种燃氢蒸汽锅炉，包括壳体、设有耐火衬里的燃烧室、对流室、花隔板、换热火管、水分布器、下降水管和氢气燃烧构件。壳体为竖式的塔体，对流室设置在塔体上部，燃烧室设置在塔体下部，花隔板设置在对流室的顶端和底端，换热水管设置在燃烧室中，换热火管设置在对流室中，氢气燃烧构件设置在壳体底部的燃烧室中，氢气燃烧构件包括扩散式外混烧嘴，本实用新型的燃氢蒸汽锅炉，采用竖式，炉膛内无死角，对流部分采用单程换热，烟气流动通畅，流动阻力小，可避免未燃烧的氢气积聚，产生爆炸。
意义：采用扩散式外混烧嘴，可有效防止回火，并在对流室上部和燃烧室下部设有防爆门，防爆面积大，安全可靠。
热电联产系统
项目简介：本项目热电联产系统包括将由引擎回收的废热供应至压缩机的吸入单元侧的废热供应热交换器。因而，本项目具有能够最大化废热的利用率的优点。此外，所述热电联产系统使用压缩比为1.5~2.5的低压缩变频式压缩机，其压缩比低于现有技术。
意义：本项目能够更大程度地利用由废热供应热交换器供应的废热，从而其具有能够最大化热电联产系统的效率的优点。由于压缩机的吸入单元与排出单元之间的压差变小，因此本项目还具有能够防止损坏压缩机以及能够节约能耗的优点。
生物质高效转化与利用
项目简介：该项目从分子结构和聚集态结构不同层次出发，通过多学科交叉和多种高新技术集成，创立经济合理的生物质燃料氢气和柴油的新工艺流程，为生物质资源高效利用探索出切实可行的新途径。通过应用化学工程与生物工程技术相结合，建立“生物质能源（氢气）”新途径；筛选和优化到高效产氢气菌；提出了生物质制备柴油三个关键技术问题。
意义：强化基础研究与工程研究的密切配合，大幅度降低综合生产成本；开发出生物质高效制备氢气的新途径，降低生产成本；高效综合利用发酵剩余物质，使之资源化。开展本项目研究的现实意义和长远意义均十分重大。
SLQ-300型空气鼓风常压流化床生物质气化成套设备
项目简介：技术原理为：鼓入气化器的适量空气经布风系统均匀分布后，将床料流化，合适粒度的生物质原料送入气化器并与高温庆料迅速混合，在布风器以上的一定空间内激烈翻滚，在常压条件下迅速完成干燥、热解、燃烧及气化反应过程，从而生产出低热值燃气。排出气化器的热燃气再依次通过由干式旋负除尘器、冲击式水除尘器、旋风水膜净化器、多级水喷淋净化器、焦油分离器和过滤器等组成的净化系统，被冷却净化为符合使用要求的干净冷燃气以供不同用户使用。
意义：该项目研制开发的新型生物质气化系统，即空气鼓风常压流化床生物质气化系统，可生产低热值生物质燃气，用于乡镇居民炊事与生活、工副业生产及发电。
超低焦油秸秆高效制气技术
项目简介：该技术是以秸秆为主要原料，采用先进的低倍率低速循环流化床气化技术和双层催化裂化炉，通过特定的流场组织和多级进料、组合进气方式，在气化介质和特殊催化剂（钙镁复合催化剂）作用下，在特殊的工艺流程内进行催化气化反应制取超低焦油燃气，其净化过程具有用水量极少，并从生活垃圾中获得的高活性焦炭基材料作为过滤干燥介质等特点。该技术在国内处于领先水平，提高了传统气化炉产气效率和燃气品质，大大降低了燃气中焦油含量，减少了废水的排放和焦油对环境的污染。
意义：充分利用农村农林废弃物，避免了其露天放置对环境的污染，解决了部分劳动力就业。
分布式高纯度氢气生产装置
项目简介：适应氢经济及燃料电池行业的迅猛发展，研发生产分布式高纯度氢气生产装置。反应器采用流化床天然气水蒸气重整反应器，氢气提纯采用钯膜。该装置与氢气压缩机相配套，形成现场生产式汽车加氢站的主要设备；与PEM燃料电池相配套，形成分布式天然气发电装置作为可靠的备用电源。
意义：该项目还可在食用油加工，电子，金属炼制，浮法玻璃生产，金属的一次，二次加工中广泛应用。
分布式可编程能源系统及其利用方法
项目简介：一种分布式可编程能源系统及其利用方法，它包含分布在n个电能源使用地的能源发生地、分布在各能源发生地的能源转化及贮存装置和可编程逆变器组成的用户终端设备、连接m个用户终端设备的局域电力网、对用户终端设备进行组态、编程控制和管理的L个编程控制中心、连接用户终端设备和编程控制中心的远程数据传输网络。该系统可以综合利用各种能源，通过可远程下载控制程序的用户终端设备将分布式的能源就地转化成各种电源。不需要投资巨大、损耗巨大的远程输配电系统，需要传输的只是数据。
意义：本项目将大大提高可利用能源的利用率，并大大降低能源使用成本，促进用电设备的标准化，使电力的转化和控制更精确、更专业化，亦解决了电能即用即发的问题。
高效节能回风式取暖炉
项目简介：高效节能回风式取暖炉以煤炭为燃料，比普通回风式取暖炉热效率高，热利用效率提高近一倍。具有购置费低，安装简单，使用方便，经济实用，取暖时可以同时烧开水，煮饭，炒菜，“吃火锅”等，我国南方的贵州、四川、重庆、云南、湖南、湖北、广西等省市无集中供暖的城乡家庭，及城镇小餐饮店、小酒楼、小商铺等可作室内取暖及餐饮炉具。高效节能回风式取暖炉主要由金属外套、内套、吸热翅片及内筒等部件构成的高效节能换热体炉身，炉胆、及炉面板、灰箱、烟道等组成。生炉后,由炉胆内煤炭燃烧产出的热能除小量经炉面板、烟道向外辐射外，大量的热能经高效换热体内筒、吸热翅片、内套壁吸收和传导后，经外壁迅速向外辐射，以达到加热周围空气，满足室温需求。
意义：由于炉胆和炉身的蓄能保温作用，热能在炉体内的存留时间相对延长，煤炭在炉内燃烧更充分，促进炉膛内温度进一步升高，炉口火力加强，出烟口不再有黑烟排出，下落灰渣也明显减少，灰渣内碳含量明显少，降低了有害气体和烟尘向大气中的排放量。煤炭在炉膛内燃烧时间延长，充分，炉膛内温度高。
再生氢氧燃料电池研制
项目简介：该项目进行了RFC催化剂制备技术研究，对催化剂的活性、催化剂的组成及粒径分布进行了分析，建立了催化剂的制备方法；研究了质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体电解质（SPE）水电解的膜电极三合一组件的制备方法及制作过程，建立了膜电极的制备工艺，分析了电极结构、组分、含量及制作工艺对PEMFC和SPE水电解性能的影响；进行了可逆式质子交换膜燃料电池双效膜电极结构的探索研究；成功设计了综合式百瓦级RFC电池组及运行系统。
意义：该系统为我国第一台再生燃料电池系统，为千瓦级的再行燃料电池系统打下基础。
直接醇类燃料电池研究
项目简介：本项目研究与开发直接甲醇燃料电池(DMFC)所用的电催化剂、廉价的聚合物电解质膜等关键材料和多孔电极、膜电极集合体(MEA)、电池、电池组的制备集成等核心技术。在铂系电催化剂基础上深入研究材料的结构与性能关系，提高电催化剂的催化活性、减少电极中贵金属的含量，增强催化剂抗CO毒化能力，降低燃料甲醇从阳极向阴极的渗透率，改善电子、质子电导率，增强催化层与电解质膜的结合力，提高电池性能、稳定性和使用寿命。
意义：直接甲醇燃料电池(DMFC)是直接将燃料(甲醇)和氧化剂(氧气或空气)的化学能转化为电能的一种电化学反应装置。在国防通讯、家用电器、传感器件诸多领域具有广阔的应用前景，现已成为国际上燃料电池的研究热点之一。
质子交换膜燃料电池
项目简介：燃料电池是一种效率高、节能、环境友好的绿色动力源，被誉为21世纪上叶的全球经济原动力，中科院大连化学物理研究所研制、开发的5kW～10kW质子交换膜燃料电池组，其结构、部件和放大工艺已形成了具有自主和成套的知识产权，申请了25件国家发明专利，并拥有多项专有技术。该质子交换膜燃料电池组，具有体积小、功率大、运行稳定时间长等特点，单节电池连续稳定运行已达到1000小时以上，性能指标已达到国外同类产品水平，该电池组件无污染，无噪声，是国际上最理想的环保卫士之一。广阔应用于固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面，尤其是电动车的最佳驱动电源。它已成功地用于载人的公共汽车和奔驰轿车上。
意义：所研制开发成功的薄金属双极板额定功率为5kW～10kW电池组属世界首创，电池组性能已达到国际先进水平，部分技术已达到国际领先水平。
燃料电池混合动力系统试验台
项目简介：本项目主要研究燃料电池汽车动力系统的研发方法，从而建成一个试验研究平台，该试验台能进行燃料电池混合动力系统及其零部件性能测试，能评价动力系统对整车运行环境和道路阻力的适应性。创新点包括用动态测功机为燃料电池混合动力系统提供整车道路阻力特性相似的负载，构建与整车基本相同的电磁环境，分层同步测试从零部件到动力系统以及整车的性能，测试参数准确齐全，实现了在强电和强电磁环境中安全使用大量高压氢气，研发出燃料电池模拟装置，节省了研发成本。
意义：研究推出了我国第一台燃料电池城市客车用燃料电池混合动力系统，在燃料电池混合动力系统测试方法、电磁兼容性、强电磁干扰环境中的动力系统数据采集和控制等前沿领域的创新和经验对学科发展起到了促进作用。
直接醇类燃料电池研究
项目简介：直接甲醇燃料电池(DMFC)是直接将燃料(甲醇)和氧化剂(氧气或空气)的化学能转化为电能的一种电化学反应装置。在国防通讯、家用电器、传感器件诸多领域具有广阔的应用前景，现已成为国际上燃料电池的研究热点之一。本项目研究与开发直接甲醇燃料电池(DMFC)所用的电催化剂、廉价的聚合物电解质膜等关键材料和多孔电极、膜电极集合体(MEA)、电池、电池组的制备集成等核心技术。
意义：在铂系电催化剂基础上深入研究材料的结构与性能关系，提高电催化剂的催化活性、减少电极中贵金属的含量，增强催化剂抗CO毒化能力，降低燃料甲醇从阳极向阴极的渗透率，改善电子、质子电导率，增强催化层与电解质膜的结合力，提高电池性能、稳定性和使用寿命。
直接醇类燃料电池微电源系统
项目简介：“直接醇类燃料电池微电源系统研究”通过中科院高技术研究与发展局组织的验收。专家组一致认为：该项目在电催化剂、阻醇电解质膜等关键材料制备、新型多层复合电极和有序化膜电极（MEA）等核心技术、笔记本电脑用直接醇类燃料电池（DAFC）微电源系统集成三方面取得了重要进展，电池性能达到国内领先、国际先进水平。
意义：申请了8项我国和5项国外发明专利，取得了具有创新性和自主知识产权的成果，达到并部分超过合同规定的技术指标。
大型生物质气化发电系统
项目简介：开发了适合于我国国情的生物质中小型气化发电系统,采用循环流化床气化炉和多级气体净化装置,配置多台200-400KW的单气体燃料内燃发电机组,用谷壳,木屑,稻草等多种生物质作原料,可以在不同的负荷下运行。气化发电系统燃气值在5.02～6.27MJ/m之间,系统发电效率达16%～25%,发电参数正常稳定。由于系统简单,单位投资约3500～5000元/KW,运行成本约0.25元/KW.h,经济性好；采用多种废水处理方法,废水可以循环使用,不造成二次污染,能满足工厂企业用电要求或上网,取得显著的经济效益和社会效益。该生物质气化发电技术应用范围广,灵活性好,根据用户不同需要,发电规模可选择在200-5000KW之间。用于处理,碾米厂的谷壳,家具厂,人造板厂垢木屑,边角料,树皮,为工厂提供电力,也适用于处理林场及农场的枝桠材,农村秸杆,棉花杆,稻草,稻壳等,为缺电农村地区和企业供电。
意义：由于该项目属于环保技术,对消除污染,减少C02的排放有重要的意义,有条件销售国家政府的相关优惠政策,有很好的市场前景和巨大的推广潜力。
氢能材料及其应用研究
项目简介：在非晶合金的制备方面，研究了制备工艺参数对合金的形成、组织结构等方面的影响规律，首次观察到了机械研磨过程中MgZNi相的fcC转变，计算了二元及三元镁基非晶合金的形成范围；开发具有自主知识产权和优良性能价格比的系列合金，开发的AB2型贮氢合金其电化学容量达350mAh/g,AB5型合金其容量为310mAh/g；进行了表面微型包覆处理提高合金电极循环寿命、改善材料活化性能的研究工作。
意义：本项目研究的技术内容适用于民用二次电池、船用二次电池以及为燃料电池提供氢源的贮氢罐等方面的研究开发。
百瓦级质子交换膜燃料电池堆的研制
项目简介：采用阴极面贯通式结构双极板，以常压空气作为氧化剂，依靠风机为电池提供氧源，同时利用空气的流动排走了电池所产生的废热和阴极所生成的水。对阳极进行了自增湿处理，以自增湿膜电极取代外增湿系统，以减小除去增湿系统给电堆带来的不足。氢气的流道采用密闭系统，并通过控制系统控制电磁阀定时排放废气，氢气的利用率得到极大的提高。采用电流和电压传感器来检测电池堆运行时的电流、电压以及各单电池的电压，采用温度传感器检测电堆的温度，通过这些来监控并确保电堆的正常稳定运行。
意义：所研制开发的百瓦级氢空PEMFC除可用做电动自行车、电动轮椅车或电动滑板车的动力源之外，电池堆的输出功率适当放大即可用作电动摩托车、电动割草机等的动力电源和家庭小型发电站等分散能源系统，而电池堆的输出功率适当缩小则可作为手提电脑、摄放相机、电动工具等的动力电源。
便携式质子交换膜燃料电池
项目简介：质子交换膜燃料电池（PEMFC）采用固体聚合物(质子交换膜)为电解质，通过电化学反应把储存在氢气和氧气（空气）内的化学能直接转化为电能，并产生水和热。具有发电效率高、能量密度和功率密度大，噪音低，不产生环境污染物等优点。项目研制的便携式质子交换膜燃料电池可以广泛应用于电动自行车，残疾人电动助力车，电动摩托车，备用电源，移动通讯电源，以及军队的单兵电源，通讯报务电源和车载电源等。
意义：代替目前蓄电池和汽油发电机，提高工作时间，增大隐蔽性等。
发酵沼气燃料电池废水深度处理研究
项目简介：该研究采用臭氧氧化法和生物活性炭法处理发酵沼气燃料电池废水。臭氧对脱色、杀菌、去除难降解有机物、氨氮都有显著效果；生物活性炭法对难降解有机物和氨氮有良好的去除作用，可获得高质量的出水。我们通过对臭氧氧化法和生物活性炭法处理性能、投资成本及运行费用的实验论证和分析类比，确定了一种适合发酵沼气燃料电池废水的最佳处理方法。研究成果可以彻底实现猪场废物的资源化、无害化和减量化。
意义：该成果不仅在畜牧行业将得以成功的应用，且能推广到食品、纺织等行业的高浓度有机废水的处理，具有广泛的应用价值。
百瓦级质子交换膜燃料电池堆的研制
项目简介：采用阴极面贯通式结构双极板，以常压空气作为氧化剂，依靠风机为电池提供氧源，同时利用空气的流动排走了电池所产生的废热和阴极所生成的水。对阳极进行了自增湿处理，以自增湿膜电极取代外增湿系统，以减小除去增湿系统给电堆带来的不足。氢气的流道采用密闭系统，并通过控制系统控制电磁阀定时排放废气，氢气的利用率得到极大的提高。采用电流和电压传感器来检测电池堆运行时的电流、电压以及各单电池的电压，采用温度传感器检测电堆的温度，通过这些来监控并确保电堆的正常稳定运行。
意义：所研制开发的百瓦级氢空PEMFC除可用做电动自行车、电动轮椅车或电动滑板车的动力源之外，电池堆的输出功率适当放大即可用作电动摩托车、电动割草机等的动力电源和家庭小型发电站等分散能源系统，而电池堆的输出功率适当缩小则可作为手提电脑、摄放相机、电动工具等的动力电源。
固体氧化物燃料电池关键材料
项目简介：固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种高效洁净的发电技术，它的应用属于能源科技领域。SOFC以材料科学技术为基础，其关键技术属于材料科学技术领域。其中，氧化锆固体电解质材料、Fe-Cr合金连接体材料和玻璃陶瓷封接材料及其相对应的材料制备技术是核心。
意义：以这些材料为基础制备的SOFC具有高功率和高能源转换效率(热电联供效率为60－80%)，环境友好（极少排放温室气体）等特性。
直接甲烷中温固体氧化物燃料电池阳极材料和电池组的研制
天燃气催化剂技术范文篇2
关键词除尘；脱硫；脱硝；脱汞
中图分类号：X701文献标识码：A文章编号：1671—7597（2013）032-006-01
我国电煤消费量占总煤炭消费量的一半以上，SO2排放的90%来源于燃煤，为我国大气污染的主要原因。研究燃煤电厂烟气净化技术对电力行业的污染控制及全国大气污染控制具有现实而重大的意义。目前我国火力发电锅炉及汽轮机组对烟尘，二氧化硫，氮氧化物，汞及其化合物进行全面限制，其中烟尘，二氧化硫及氮氧化物都全面实施了净化设备，2015年以前将实施汞及化合物净化设备，排放总量的到有效控制，同时也存在着治理投资大，运行成本高等问题，烟气末端治理技术在我国燃煤电力产业中依然具有巨大的发展空间和控制余地。
1烟尘净化技术前景分析
当前在工业领域应用最为广泛的烟尘净化技术为电除尘技术和过滤式除尘技术。电除尘技术在我国的已有60多年的应用历史，其粉尘捕集力直接作用于粒子本身的捕集机理使其具有压力损失小，除尘效率高等优点，通常压力损失小于400Pa，除尘效率可达99%以上，但受粉尘比电阻影响较大，面对GB13223-2011新标准所规定的燃煤锅炉排放限值，局面尴尬，难以达到排放要求。
以袋式除尘设备为主的过滤式除尘技术理论上可以达到对细微粉尘的有效控制，除尘效率与滤袋附着的粉尘过滤层及压力损失存在着此消彼长的关系，在粉尘排放要求严格的地区，几乎是高效除尘设备的唯一选择，滤袋的使用寿命随着技术的进步得到很大改善，工况适应能力提高，如何在较低压力损失下发挥袋式除尘设备的高捕集效率相信是除尘方向研究的重点。粉尘浓度，形成粉尘过滤层周期，达到清灰压力损失周期间的关系，以及形成粉尘层特性所带来的压力损失特点等将是研究重点，“十二五”期间将加大颗粒污染物防治力度，火电厂将普遍采用袋式等高效除尘技术。相信袋式除尘设备与气流匹配，压力损失小的预处理设备复合使用将是电力行业除尘方向研究的主趋势，例如电-袋和徘络格林-袋式复合除尘设备等。
2烟气脱硫技术前景分析
烟气脱硫技术（FGD）多达200种，然而具有工业应用价值的不过十余种，烟气脱硫的实质为呈酸性的二氧化硫与碱性物质在不同载体中接触反应，达到从烟气中脱除的目的。石灰石/石膏法是目前最成熟的湿法工艺，脱硫效率可达95%，在我国已建和在建的烟气脱硫工程中的市场占有率为90%以上，但该工艺复杂，投资巨大，废渣处理困难。氧化镁法由于美基溶解碱性比钙基高数百倍，液气比小，脱硫率可达99%，同时氧化镁可以循环使用，无废渣产生，环保性高，但工艺存在煅烧过程，能耗是制约其发展的主要原因。氨法脱硫作为气-液或气-气反应，反应速率快，反应完全，吸收剂利用率高，副产物利用价值高，是一种环保的脱硫工艺，但脱硫剂氨及副产品过于依赖市场行情，选用氨法应具体问题具体分析。
对于我国电煤烟气脱硫技术现状而言，发展方向主要为充分消化吸收并集成创新国外技术，在使用寿命，稳定性及适应能力上通过逐渐积累的实践经验，设计开发具有自主知识知识产权的，与地方原料及副产物供需适宜的脱硫技术；同时催化剂研究是一个主要方向，烟气脱硫过程中添加剂的使用研究表明，通过加入适量添加剂，既可以提高其脱硫效率，提高脱硫剂的利用率，进而降低运行费用，同时还能减缓钙垢速率，部分添加剂还可起到缓冲液的作用，从而提高FGD可靠性，降低设备投资及运行成本，因此对添加剂的研究将具有深远意义。
3烟气脱硝技术前景分析
对于脱硝而言，首先要充分挖掘低氮燃烧技术的潜能，控制氮氧化物的发生量。而末端控制方面，要从投资费用和运行费用综合考虑，根据低氮燃烧效果选择适宜的脱硝技术，选择性非催化还原法（SNCR）通过高温（800℃-1000℃）条件下，利用氨基还原剂将氮氧化物还原为N2和水，脱硝率可达75%；选择性催化还原法（SCR）在氧气和非均相催化剂存在条件下，利用NH3还原氮氧化物，脱硝效率可达100%，以及二者联合应用的工艺SNCR-SCR法，都属于国外成熟技术，我国在引进烟气脱硝技术时，重复引进现象严重，脱硝核心技术国产化将是今后研究重点，另外，占脱硝工程造价接近一半的催化剂使用寿命问题再生性能，废弃催化剂处理处置问题，将是研究的主方向。
4烟气脱汞及化合物可行技术及应用前景分析
汞污染近些年来被世界公认为继燃煤硫污染之后的又一大污染问题，而目前最大的汞减排问题集中在燃煤电厂烟气排放中，电煤汞排放控制技术开发将是本世纪最重要的环保课题之一。脱汞技术主要包括以活性炭吸附为代表的吸附技术，利用现有脱硫设备吸收离子态汞，利用除尘设备捕集粉尘中的Hg0和促使其转化为Hg2+，改善其后续净化性能等技术。2015年1月1日，我国将全面实施汞排放限值控制，汞的检测和在线控制技术将是我国燃煤电厂汞减排工作顺利开展的前提和保证，集中科研力量加强燃煤过程中汞的析出规律以及汞污染控制的基础理论研究，开发适合我国国情的燃煤汞污染控制技术和设备，因地制宜的制定汞减排核心技术方案，对于解决生态环境汞污染问题具有十分深远的意义。
5结束语
我国大气污染控制技术虽然取得了较大发展，但随着工业企业的不断扩张，对环境的污染也越来越严重，雾霾天气时有发生，我国的燃煤电厂在电力行业的主导地位短期内无法取代，电力行业烟气污染作为大气污染的重要源头，其烟尘，SO2，NOx，Hg综合治理依旧需要长远发展。坚持协同化，一体化，节能化技术引导，提高科技与管理创新水平，加速技术引进与成果转化步伐，制定长远电力环保规划，将是我国电力行业健康稳定发展的必要保证。
参考文献
[1]GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准[S].中国环境科学出版社.
[2]中国电力企业联合会.中国电力行业年度发展报告2010[M].北京：中国电力出版社，2010.
[3]刘诚林.我国燃煤电厂烟气脱硫技术的应用与发展[J].技术应用，2011（11）：90-92.
天燃气催化剂技术范文
【关键词】余热锅炉；SCR；脱硝
0前言
随着国家经济的快速发展氮氧化物（NOx）排放量迅速增加，研究表明NOx是形成雾霾天气的重要原因，已成为制约社会经济发展的因素之一。因此，国家将NOx列为“十二五”期间大气污染物总量控制对象[1-2]。目前SCR脱硝因技术成熟在燃煤机组中已应用广泛，但在燃气机组中应用还不多。随着环保要求的日益严格，燃气余热锅炉建设脱硝装置是今后的必然趋势。燃气轮机组因燃料较为清洁，并结合最新的NOx排放控制技术，可实现更低浓度的排放，满足日益严格的环保要求。
本文介绍了燃气余热锅炉SCR脱硝的工艺流程，比较了与燃煤机组在设计上的不同，对SCR脱硝技术在该领域应用中的关键技术进行了研究，以期对该类工程的实施起到参考作用。
1工艺流程
燃气余热锅炉SCR法脱硝工艺系统主要分为二个部分，即氨储存及供应系统和SCR反应器系统。
该工艺流程可简述为：
在氨储存和供应区，液氨通过卸料压缩机由液氨槽车进入液氨储罐，利用自身压力经出料管送至氨汽化器，液氨在氨汽化器内吸热气化，气化后的氨气进入氨缓冲槽，进一步被送往SCR反应器区以供使用。
在SCR反应器区，自氨供应区来的氨气与稀释风机来的空气在氨/空气混合器内充分混合。氨和空气混合气体进入位于烟道内的氨喷射格栅，喷入烟道后与烟气充分混合，然后进入SCR反应器。SCR反应器合适的温度窗口在300℃～420℃范围内，反应器根据该温度窗口在锅炉本体烟道中布置。氨与NOx在反应器内，在催化剂的作用下反应生成无污染的N2和H2O，净烟气进入余热锅炉后部受热面，并通过烟囱排出。
燃气余热锅炉SCR脱硝的设计与常规燃煤锅炉SCR脱硝原理基本相同，但由于燃气排气成分及余热锅炉结构特点等因素，在SCR系统设计上差别较大，主要表现在以下方面：
1）反应器水平布置，布置与锅炉烟道本体之中。入口烟气条件良好，主要污染物为NOx，粉尘，SO2所占比例极少，催化剂可选用波纹式或蜂窝式小节距产品，不需设置吹灰系统；
2）喷氨系统、催化剂的布置受到锅炉的限制较大，需要在有限的空间内使氨氮摩尔比等偏差满足催化剂入口设计条件，同时还需严格控制系统阻力的增加，因而对流场性能高要求较高。根据脱硝效率的需要确定在喷氨格栅后是否设置静态混合器及整流格栅；
3）燃气余热锅炉脱硝系统氨逃逸控制值与燃煤锅炉相同，一般控制在3ppm以下。但由于燃气余热锅炉无SOx，即使氨逃逸略微超标，也无燃煤锅炉空预器堵塞和腐蚀问题。
2关键技术的研究
2.1提高流场数模拟与真实工况的相似性
流场数值模拟工程设计的指导意义重大，但由于在建模中会简化和忽略一些实际因素以便于运算的开展，导致流场模拟与实际工况会有一定差异。为提高数值模拟结果的相似性，有以下措施：
2.1.1冷模试验校正数值模拟结果
实体模型对实际工程的合适比例通常在1/12到1/15，在该比例下能较好地近似反映烟气的真实流动情况，将冷模试验的结果作为数值模拟收敛的判据，可大幅提升数值模拟结果的可信度。
2.1.2引入合理数学模型
比如在SCR化学反应中的流动介质有烟气和氨气，这就涉及到考虑流动中物质的混合情况，可采用混合物的物质输运模型来模拟通过求解描述每种组成物质的对流、扩散和反应源的守恒方程来模拟混合和输运，可以模拟多种同时发生的化学反应。
2.1.3先简化后校正
例如如受热面螺旋鳍片在网格划分时较为困难，对传热、强化可将鳍片对传热及强化混合的作用视为一个增强因子，通过冷模试验中测算增强因子的大小。
2.2催化剂选型
SCR脱硝催化剂分板式、蜂窝式、波纹式三种，不同类型的催化剂具有各自的特点。对于燃气余热锅炉，因烟气条件良好，可选用节距小于4mm的蜂窝高比表面积高活性的催化剂产品，以降低催化剂用量，节省成本。但节距越小，催化剂阻力越大，综合比较催化剂可优先选用蜂窝式或波纹式。因烟气中不存在SOx，催化剂正常连续运行温度可以比通常下限要低，可在250℃或更低的温度下运行，但应注意温度降低之后催化剂活性也会有所降低，可根据催化剂供货厂家提供的催化剂随温度变化曲线确定保证脱硝效率的最低连续运行温度。
燃气余热锅炉脱硝催化剂目前主要采用进口产品，随着国产催化剂性能不断突破，对于新建工程，在设计中应考虑，并在锅炉结构及荷载设计时应有所考虑。随着国家对危废处理要求日益严格，在催化剂选型时还应考虑催化剂化学寿命到期后的处理措施。
2.3喷氨格栅分区控制（图2）
氨喷射格栅（AIG）主要是提供均匀的氨喷射分布，良好的喷氨格栅设计可减少混合区段。在喷氨格栅设计时可采用独立的可调节单元，每个单元上装有阀门及流量计，实现烟道截面喷氨的分区控制。以某联合循环机组工程数值模拟为例，由于受锅炉布置的影响，在烟道截面存在一个“边界层”，在各喷氨单元喷氨量一致的条件下，氨氮摩尔比为20%，远达不到第一层催化剂入口设计条件。通过加大壁面喷氨位点（A区）的喷氨量后，氨氮摩尔达到目标值5%。需指出的是，喷氨格栅分区控制在方案设计时主要通过数值模拟的结果不断调整逐步优化最终达标。在脱硝系统调试及运行时，考虑到数值模拟与实际工况之间的偏差，需通过现场性能测试对分区控制方案进行校正。
2.4氨逃逸精确检测
保证达标的脱硝效率同时实现较低的氨逃逸是SCR脱硝技术的难点，目前SCR脱硝使用的原位氨逃逸分析仪普遍存在增大或调小喷氨量后氨逃逸数据无变化的情况，二者无趋势缺少相关性，无法为控制喷氨流量提供依据。若改为采用激光氨逃逸在线分析仪，可实时监测氨逃逸量并将信号反馈至控制系统对喷氨量进行精确调节。激光分析仪的技术原理为：激光发射的光通过光纤传输到高温气体室中的激光发射单元，激光穿过气体室中流过的被测气体，高温气体室中的接收传感器电路检测到被被测气体吸收过的激光束，将光信号转换成电信号传送到电气控制单元中的信号处理单元，信号处理单元经过信号处理经过光谱计算后得到被测气体的浓度。激光光程可达30m，测量精度可达0.1ppm。
2.5烟气防短路密封
余热锅炉为内保温结构，脱硝反应器与内保温层之间因膨胀量不同，为保证烟气100%通过催化剂不发生烟气“短路”现象，需要在催化剂外壳与锅炉内保温护板之间采取可靠的弹性密封装置，催化剂模块之间、模块与支撑梁之间也应良好密封。
3建议与展望
在国家不断调整能源结构和落实节能减排的背景下，燃气轮机组具有热效率高、污染物排放浓度低、调峰性能好被逐渐推广。未来相当长一段时间，我国将在发达地区大量建设燃气，且会同步实施SCR脱硝装置。因此，开展燃气余热锅炉SCR脱硝技术的研究非常必要，综合目前燃气余热锅炉SCR脱硝技术的应用现状，笔者认为还可从以下方向优化：
1）应最大限度利用锅炉现有布置自然强化NH3与NOx的混合效果，无需配置强化混合及整流装置，使系统布置紧凑同时降低阻力；
2）脱硝还原剂如采用氨水或尿素，可考虑直接利用燃机排气作为还原剂热解汽化的热源，在入口喇叭段直接喷入还原剂，使烟气与还原剂在高速区剧烈混合，可省去喷氨格栅，使系统简化，同时降低系统能耗减少运行成本。尽管抽气比例很小，但还是会使锅炉产气量下降，在技术方案选择时应进行核算比选；
3）在进行数值模拟时可引入脱硝化学反应，实现对脱硝效率的预测及优化，亦可对催化剂的用量进行核算。
【参考文献】
天燃气催化剂技术范文篇4
关键词人工影响天气催化剂；催化原理；催化性能；应用
中图分类号P48文献标识码A文章编号1007-5739（2017）09-0227-01
人工影响天气是在观测基础上确定作业假设，选择合适的催化剂，并在适当的时机以合适剂量投放到作业对象指定位置，从而实现增雨（雪）、防雹、消雾等目的。由于自然云降水的多变性和复杂性，使作业条件、作业技术方法及作业效果检测等成为人们面临的重大难题。因此，研究催化剂在人工影响天气中的作用是非常必要的。
1催化剂的作用机理
1.1冰核及其作用
冰核是冷云作业的基础，通常来说，大气中冰核很少。冰核具体的活化方式是由冰核本身的特性、环境条件和具体过程共同决定的。在自然冷云或混合云中某些区域存在过冷水，冰晶又不太多，降水效率就不高。如果在这些区域引入人工冰核，形成冰晶，由于贝吉龙效应，冰晶可以很快变大，降落融化后能够加速水滴的增长过程，从而形成降水。另外，对流云含水量大，容易形成大冰雹，如果增加人工冰核的量，使过冷水分散到各个粒子上，往往可以减小冰雹的直径，从而减轻或杜绝冰雹的危害。
1.2云凝结核及其作用
因为在形成云雾过程中，大气中水汽过饱和度比较低，只有少数半径较大、吸湿性较强的微粒才能起到凝结核作用，所以云凝结核一般是吸湿性大核或巨核。
在暖云中，如果云滴尺寸太小且大小均匀，凝结增长的直径变化缓慢，甚至在云的生命期内都不能长成降水粒子；如果云滴大小不均匀，则可通过随机碰并产生较大的云滴。因此，如果在云中引入适量的吸湿性大核，就有可能加速一些大云滴的形成，激发碰并增长过程，加速云―水转化，利于降水的发展。此外，一些冰雹胚胎由大云滴冻结而成，说明云凝结核也能够影响到冷云过程。
2催化剂的分类与作用
2.1吸湿性大核
很多暖云，特别是大陆性暖云，吸湿性巨核极少，作用很小，常因大滴不足而不能形成有效降水。向云中喷入大滴或播撒吸湿性大核以及表面活性物质，直接或间接增加大滴数目，便能够提高降水效率。常用的暖云催化剂有食盐（NaCl）、氯化钙（CaCl2）、硝酸铵（NH4NO3）、尿素（NH2CONH2）等。这些吸湿剂能在相对湿度低于100%的情况下吸收水汽并凝结形成液滴，增长率与液滴中吸湿剂的浓度有关，浓度越大，增长越快。其来源丰富、价格便宜，其中食盐和氯化钙对金属材料具有腐蚀性，剂量较大时对农作物也有损害；而硝酸铵、尿素无腐蚀性和毒性，还具有一定肥效，可用于催化暖云和暖雾，研究表明，当二者与水按质量9∶1比例混合（三者质量比为5.14∶3.86∶1.00）时，比二者各自单独使用效果要好。
2.2人工冰核
人工冰核常采用异质核化的方法，即选取和冰晶结构相似的物质作为冰核，从而达到提高成冰阈值的目的，主要有碘化银、碘化铅、硫化铜等。碘化银（AgI）的结构为六方晶型，与冰晶的晶格非常相似，具有优良的成冰性能以及成冰阈温低、成核率高等优点。因其制品可以工业化生产，储存、运输和分散方便而被广泛应用。
AgI的制作方法主要有燃烧法、爆炸法2种。其中，燃烧法又分为直接燃烧、溶液燃烧和焰剂燃烧3种。最简单的直接燃烧是将AgI置于坩埚中，用电炉加热至1000℃以上，其蒸气在空气中冷却而凝成AgI微粒。溶液燃烧法是把AgI溶于加入增溶剂的丙酮溶液中，经搅拌完全溶化后，喷射至火焰中燃烧，或喷入以丙烷或汽油为燃料的燃烧炉中一起燃烧（丙酮溶液燃烧温度可达900～1000℃）。该方法燃烧缓慢、单炉发生率小，但成核率最高。焰剂燃烧法主要由AgI或其化合物、氧化剂、燃烧剂和粘合剂的混合物压制或浇注制成，点燃后可产生大量AgI人工冰核气溶胶，成核率居中[1]。
爆炸法是将AgI粉末压制成型，然后填充于炮弹或火箭头部的TNT炸药或红磷、氯酸钾混合物之中，采用引信发射至云内爆炸。爆炸法目前应用在人工增雨、防雹“三七”高炮炮弹上，其爆炸后产生碘化银气溶胶。该方法单位时间内输出率大，但其成核率偏低。
2.3制冷剂
致冷剂投入空气或过冷云后急速升华，吸收大量潜热，使周围空气迅速冷却，水汽随之达到高度过饱和状态。贴近致冷剂的薄层空气温度可低于-40℃，通过自然冰核的活化和同质核化能够形成大量冰晶胚胎，并在过饱和空气里凝华长大成冰晶。致冷剂可以在较高负温区播撒形成冰晶，和成冰阈温较低的人工冰核碘化银相比具有一定优势。
常用的制冷剂有干冰、液氮等，实践与试验表明，其成核率分别为1011～1013个/g和1012～1013个/g。干冰是二氧化碳的固态形式，在常压下只要高于-78.5℃会迅速升华为气体，汽化潜热为2.74×105J/kg。通常情况下，将其粉碎成直径为1cm的颗粒，储藏于冷藏瓶，再用飞机在云层上部喷洒，一般要求云顶温度≤-7℃，用量100～1000g/km。液氮是氮气的液态形式，汽化潜热量为9.96×104J/kg。试验表明，皮肤接触液氮可致冻伤，主要被用作飞机作业，盛装液氮的罐体符合要求的喷孔直径为0.8mm、容器内压差是0.5×105Pa。由于液氮播入后气化很快，对较深厚的云（雾）层不能够充分有效地催化。干冰、液氮形成的二氧化碳和氮气是空气的组成部分，对环境和人体都不会产生影响[2-4]。
3结语
人工影响天气催化剂和催化工具的不断改进，大大提高了人工增雨的作I水平和成效。但是，催化剂的实际作业效果评估、不同天气系统中各种催化剂的最佳播撒位置及最佳用量还有待进一步探究。因此，开发研制新型高效的催化剂、催化作业工具及其优化播撒方法是提高人工影响天气作业成效的关键。
4参考文献
[1]张景红，金德镇，江中浩，等.纳米碘化银在人工影响天气的应用研究Ⅲ.表征实验研究[J].气候与环境研究，2012，17（6）：678-682.
[2]安{文.人工增雨（雪）所用催化剂对环境和人体健康的影响[J].人才资源开发，2014，20（4）：112-114.
天燃气催化剂技术范文篇5
【关键词】燃料电池;原理;分类;应用
0.引言
时至今日，世界经济大体上仍然是化石燃料依赖型的，石油、煤和天然气占世界初级能源消费总量的85％左右，剩下的部分主要是水电和核电，真正的可再生清洁能源如风能、太阳能等所占比例不到3％。世界能源需求仍在以1.5％～2％的年率增长，而地质学家预测说，石油和天然气价格将大幅度上升，再也不会回落。
燃料电池的出现与发展，给便携式电子设备带来一场深刻的革命，并且还会波及到汽车业，住宅，以及社会各方面的集中供电系统。在21世纪中它将会把人类由集中供电带进一种分散供电的新时代。燃料电池供电，没有二氧化碳的排放，可减轻温室效应使全球气候变暖问题，它解决了火力发电使全球环境污染的问题，它是一个纯正的绿色清洁能源。
1.燃料电池的原理
1.1燃料电池的组成和工作原理
燃料电池的基本组成：阳极、阴极、电解质和外电路。燃料电池中的电解质有不同的种类。燃料电池是靠氢氧结合成水的反应来发电的，因而不会产生氮氧化物（NOX）和碳氢化合物（HC）等易对空气造成污染的物质。它由三部分组成：阴极、阳极和电解液。
燃料电池有着几个独特的性质：
（1）燃料电池在工作时必须有能量（燃料）输入，才能产出电能。
（2）燃料电池所能够产生的电能只和燃料的供应有关，只要供给燃料就可以产生电能，其放电是连续进行的。
（3）燃料电池本体的质量和体积并不大，但需要一套燃料储存装置或燃料转换装置和附属设备才能获得氢气，而这些燃料储存装置或燃料转换装置和附属设备的质量和体积远远超过燃料电池本身。
1.2燃料电池中的催化作用
燃料电池中的电催化作用是用来加速燃料电池化学反应中电荷转移的一种作用，一般发生在电极与电解质的分界面上。催化剂是一类可产生电催化作用的物质。电催化剂可以分别用于催化阳极和阴极反应。这种分离的催化特征，使得人们可以更好地优选不同的催化剂。
评价催化剂的主要技术指标为稳定性、电催化活性、电导率和经济性。
2.燃料电池的特点
由于燃料电池能将燃料的化学能直接转化为电能，因此，它没有像通常的火力发电机那样通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化，可以避免中间的转换的损失，达到很高的发电效率。同时还有以下一些特点：
不管是满负荷还是部分负荷均能保持高发电效率；不管装置规模大小均能保持高发电效率；具有很强的过负载能力；通过与燃料供给装置组合的可以适用的燃料广泛；用天然气和煤气等为燃料时，NOX及SOX等排出量少，环境相容性优。
此外，燃料电池的能量转换效率高，不受卡诺效率限制；清洁、环保。燃料电池不需要锅炉、汽轮机等大型设备、没有SOx、NOx气体和固体粉尘的排放；可靠性和操作性良好，噪声低；所用燃料广泛，占地面积小，建厂具有很大灵活性。
3.燃料电池的分类
燃料电池可依据其工作温度、所用燃料的种类和电解质类型进行分类。按照工作温度，燃料电池可分为高、中、低温型三类。按燃料来源，燃料电池可分为直接式燃料电池(如直接甲醇燃料电池)，间接式燃料电池(如甲醇通过重整器产生氢气，然后以氢气为燃料电池的燃料)和再生类型进行分类。依据电解质的不同，可将燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MC
FC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）及质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。
3.1直接甲醇燃料电池
直接甲醇燃料电池是以甲醇为燃料，通过与氧结合产生电流的，优点是直接使用甲醇，省去了氢的生产与存储。其电化学转化过程又可分为两种方式，一种是直接燃料电池，另一种是间接燃料电池。直接燃料电池主要是甲醇在阳极被电解为氢和二氧化碳，氢通过质子膜到阴极与氧气反应并同时产生电流。间接燃料电池是先将甲醇进行炼解或重整得到氢，然后再由氢和氧通过质子膜电解槽反应而获得供给汽车动力的电能。这种燃料电池以甲醇为能量来源，手机，笔记本电脑将不再用充电。
3.2固体氧化物燃料电池
固体氧化物燃料电池采用固体氧化物作为电解质，除了高效，环境友好的特点外，它无材料腐蚀和电解液腐蚀等问题；在高的工作温度下电池排出的高质量余热可以充分利用，使其综合效率可由50%提高到70%以上；它的燃料适用范围广，不仅能用H2，还可直接用CO、天然气（甲烷）、煤汽化气，碳氢化合物、NH3、H2S等作燃料。这类电池最适合于分散和集中发电。
3.3碱性燃料电池
再生氢氧燃料电池将水电解技术(电能+2H2O2H2+O2)与氢氧燃料电池技术(2H2+O2H2O+电能)相结合,氢氧燃料电池的燃料H2、氧化剂O2可通过水电解过程得以“再生”,起到蓄能作用。可以用作空间站电源。采用氢氧化钾溶液作为电解液。这种电解液效率很高（可达60-90％），但对影响纯度的杂质，如二氧化碳很敏感。因而运行中需采用纯态氢气和氧气。这一点限制了将其应用于宇宙飞行及国际工程等领域。
3.4质子交换膜燃料电池
燃料电池工程中心研究双效催化剂和双效氧电极的制备方法，研制薄层电极并制备膜电极三合一组件，降低电极铂担量。目前电极的铂担量已降至0.02mg/cm2。同时进行固体电解质的水电解技术开发，已掌握水电解用膜电极的制备技术。
3.5熔融碳酸盐燃料电池
熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池（600～700℃），具有效率高（高于40%）、噪音低、无污染、燃料多样化（氢气、煤气、天然气和生物燃料等）、余热利用价值高和电池构造材料价廉等诸多优点，是下一世纪的绿色电站。
4.燃料电池的应用
燃料电池技术因具备低污染、高能源转换效率的特性，更能满足人类高效、环保的需求。它具有更高的能源密度。紧急备用发电机、住宅用热电共生系统、UPS、分布式发电系统、军事国防、太空与运输工具领域、机器人、笔记型计算机、PDA、手机等便携电子产品、便携电源、搬运工具、电动辅助/代步车等。采用极薄的塑料薄膜作为其电解质。这种电解质具有高功率一重量比和低工作温度。是适用于固定和移动装置的理想材料。
质子交换膜燃料电池以磺酸型质子交换膜为固体电解质,无电解质腐蚀问题，能量转换效率高，无污染，可室温快速启动。质子交换膜燃料电池在固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有广阔的应用前景，尤其是电动车的最佳驱动电源。它已成功地用于载人的公共汽车和奔驰轿车上。
5.小结
高效、洁净的燃料电池必将在未来的高效、清洁发电技术中占有一席之地。但是，资金、技术、观念、基础设施上还有许多需要克服的困难。油价飙升、电价太贵，燃料电池成为未来家庭能源供应相对便宜的选择，也是目前最令人满意的解决方案。在固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有广阔的应用前景。[科]
【参考文献】
［1］石新军.燃料电池的应用和发展.现代物理知识,2006,1.
天燃气催化剂技术范文1篇6
关键词：转化催化剂积炭工业应用
兰州石化公司50000Nm3/h制氢装置采用轻烃水蒸汽转化和PSA净化工艺，于2012年4月1日建成投产，在直接用天然气对转化催化剂还原的过程中，出现轻微积炭。本文对转化催化剂工业应用进行总结，就催化剂积炭做了分析，并提出措施，为以后的制氢装置生产提供借鉴。
一、轻烃蒸汽转化反应及积炭反应原理
1.转化反应原理
2.积炭与消碳
烃原料中的C-C键的断裂，并伴随进一步脱氢和加氢，产生了低碳数的烃和H2，同时产生了碳，这就是积炭。
炭和水蒸气反应生成CO和H2，就是消炭。反应式：C+H2O=CO+H2转化炉管中同时存在积炭和消炭反应。气态烃转化过程容易发生积炭的温度是650℃以上，而转化炉管中630℃～675℃左右的区域，一般是炉管长度上30%～40%区域，称为“热带”区域。高活性的催化剂可以在进入到630℃区域以前，甲烷浓度降低，减少甲烷裂解反应的发生，避免积炭。低活性催化剂在炉管内630～675℃左右区域时，仍有较多大分子烃类尚未转化，易裂解积炭和生成甲烷。甲烷继续裂解，导致积炭发生。
二、转化催化剂性能
三、转化催化剂装填
制氢装置转化炉为顶烧炉，共计4排176根炉管，规格为Φ124*11mm。转化催化剂装填历时10天。其装填方法如下：
1.将量好的催化剂装入细布袋中，每袋5～6kg。
2.装填时，布袋的封口端系以长尼龙绳，开口端折起80～100mm。
3.装填比例为4：6，KATALCOJM25型装在炉管上段，KATALCOJM57装在炉管下部。
4.待下段催化剂全部装完后，小心地以木锤敲击炉管上法兰外侧，使炉管中催化剂高度一致，高度相差5mm以内。
5.下段催化剂装完后，测一次床层阻力降，阻力降大者（小于均值5%）要卸出重装。
6.下段催化剂装完后，用上述同样方法完成上段催化剂装填。
7.每组炉管全部装完后，测一次全床层阻力降，并作记录。
8.全部炉管装完后计算全炉管的平均阻力降，差值大于5%的要求考虑重装。
9.如遇雨天或潮湿天气，此时催化剂不应开桶，防止催化剂受潮。
四、转化催化剂的积炭
1.催化剂还原
转化催化剂还原流程为：原料气压缩机脱硫反应器预转化反应器转化炉中变反应器中变分水系统，系统以氮气为循环介质，压力为1.0MPa，循环量为5000～6000Nm3/h，升温速率为≯25℃/h，初装催化剂在200℃、400℃时各恒温脱水两小时，当转化入口和出口温度都达到系统循环压力下蒸汽露点温度50℃以上时，切除预转化反应器，进行转化配汽，蒸汽量21t/h，然后天然气以3000Nm3/h进料，此时密切关注炉膛温度、火焰及炉管外观。在每次提量前先增加蒸汽量，确保水碳比不低于设计值。
2.催化剂积炭
2.1事件经过
2012年4月3日，保证水碳摩尔比在7：1条件下，以1000Nm3/h的速度引入天然气。在操作中出现进料流量波动大不稳定，在0Nm3/h到6500Nm3/h之间波动（期间最小的水碳比大约在5）。为了稳定天然气流量，3日凌晨3时，进料调至7000Nm3/h。
稳定进料后，加强检查炉管，无异常。凌晨4时，检查炉管外观，发现东侧炉管出现红颜色，判明红管。此外，中间两排炉管从上向下约30%处有花斑。初步判断原因：一、是不均匀的火嘴燃烧造成的；二、是初次还原时，没有活性的氧化态催化剂在低水碳比下，潜在积炭。针对原因一：平衡好火嘴燃，控制进料在3000Nm3/h（水碳比在10），继续进行还原，并且密切监察炉管外观，但炉管无明显改善。针对原因二：立即切断进料，配入蒸汽进行消碳，系统改回循环流程。24小时后，转化出口的CO和CO2含量稳定，装置重新引入重整氢进行转化和中变催化剂的还原。
2.2整改措施
2.2.1稳定天然气进料。本次积炭潜在的原因在于还原用的天然气流量波动较大，出现短暂的低水碳比引起积炭。
2.2.2稳定火嘴的燃烧：要短火焰、齐火苗。
2.2.3催化剂还原可以用重整氢，要求保证重整氢气的流量。
五、防止转化催化剂积炭的途径
1.选用活性好，且稳定、抗积炭性能好的催化剂。
2.提高转化催化剂装填质量。
3.严格控制原料品质。
4.操作时始终保持足够的水碳比，同时要避免水碳比出现大的波动。
5.严格控制转化炉膛温度，避免出现大的波动。
6.应避免频繁开、停工。
天燃气催化剂技术范文1篇7
【关键词】挥发性有机物；排放源；危害；综合治理；
1挥发性有机物的概述
1.1挥发性有机物定义及类型
挥发性有机物（VolatileOrganiccompounds，VOCs）：指在标准状态下饱和蒸气压较高（标准状态下大于13.33Pa）、沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发的有机化合物。由于VOCs种类繁多，导致挥发性有机物的类型也多种多样、组成复杂。有机废气中经常碰到的VOCs有：烃类（烷烃、烯烃、芳香烃、炔烃等）、酮类、酯类、醇类、酚类、醛类、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等。
1.2挥发性有机物排放源
大气中VOCs来源广泛、种类繁多，成因也比较复杂，同时还具有浓度低、活性强、危害大的特点，主要分为天然源和人为源两种。但通常人们关注的VOCs主要来自人为污染源：即工业生产过程中排放的挥发性有机污染物。根据《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南（试行）》将VOCs排放源划分为生物质燃烧源、化石燃料燃烧源、工艺过程排放源、溶剂使用源、移动源五类。
（1）生物质燃烧源：主要是工业生产过程中生物质燃料（秸秆、薪柴、沼气等）的燃烧以及农村作为废弃物的生物质（秸秆、树枝）等的露天焚烧；
（2）化石燃料燃烧源：主要指煤、燃料油、煤气、天然气、液化石油气等化石燃料的燃烧；同时燃烧源又可分成火力发电、供热、工商业消费、城市消费、农村消费等五个部门。同时，油类的储运、销售也属于该类别。
（3）工艺过程排放源：工艺过程源VOCs来源广泛，有机化学、无机化学、食品和农业、木材加工等工业生产过程，都是潜在的VOCs排放源，具体集中在化学原料及化学制品制造业、化学纤维制造业、橡胶制品业、塑料制品业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、农副食品加工业、食品制造业、饮料制造业、木材加工及木、竹、藤、棕、草制品业、造纸及纸制品业、煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业等十四个制造业行类中，其中石油化工业是VOCs的重要排放源。
（4）溶剂使用源：根据主要排放过程主要分为表面涂层、染色过程、农药使用、清洗过程、日用消费、以及其他等类别，涉及的行业主要有涂料生产、涂装、印刷、制药、皮革加工、树脂加工等。
1.3挥发性有机物的危害
（1）VOCs是光化学反应的前提，有阳光照射时，在合适的条件下VOCs与NOx及其它悬浮化学物质发生一系列光化学反应，主要生成臭氧，形成光化学烟雾，从而发生光化学污染；
（2）光化学烟雾会刺激人的眼睛和呼吸系统，有些VOCs还具有强烈刺激气味，空气中达到一定浓度时则产生令人不适的感觉，影响空气质量；
（3）有些有毒的VOCs（如芳香烃等）气体在环境中存在会损害人们的健康，长时间暴露在污染空气中会引发瘤变或引起其它严重疾病，如苯对骨髓的造血机能造成破坏，是一种致瘤物；甲苯和二甲苯对中枢神经具有强的麻醉作用；氯乙烯为致癌物。
2挥发性有机物的综合治理
为了进一步贯彻国务院《大气污染防治行动计划》，扎实推进挥发性有机污染物防治工作，全面改善空气质量，结合《挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策》提出以下整治建议：
2.1VOCs污染防治应遵循源头和过程控制与末端治理相结合的综合防治原则。
（1）严格建设项目环境准入。结合主体功能规划、城市总体规划等要求，严格空间准入、总量准入、项目准入“三位一体”的环境准入制度，优化调整产业布局、空间布局，积极推动VOCs排放重点行业企业向园区集中，通过规划环评和项目环评联动，确保区域、行业发展整体规模、布局等与环境承载能力相适应。新、改、扩建项目在设计和建设中选用先进的生产工艺，从源头上控制VOCs污染。
（2）大力推进清洁生产。在工业生产中使用清洁生产技术，严格控制含VOCs原料与产品在生产和储运销过程中的VOCs排放，鼓励对资源和能源的回收利用；鼓励在生产和生活中使用不含VOCs的替代产品或低VOCs含量的产品。
（3）建立VOCs排放总量控制制度。将挥发性有机物总量控制将作为建设项目环境影响评价审批前置条件。建立建设项目与污染减排、淘汰落后产能相衔接的审批机制，实行污染物排放“等量置换”或“减量置换”。
2.2积极开展VOCs摸底调查。
通过VOCs污染现状调查，采用实测、物料衡算、排放系数等方法，重点对企业主要生产工艺、VOCs排放环节、治理措施和效果、VOCs排放量和VOCs物质清单等展开调查，摸清企业的VOCs排放状况和排放量，作为VOCs排污收费、总量控制和环境管理的重要依据。
2.3针对不同行业采取不同的整治措施
（1）石油化工及煤化工业：鼓励采用先进的清洁生产技术，提高原油的转化和利用效率、实现煤炭高效、清洁转化。对于易于发生泄漏的设备与管线组件制定泄漏检测与修复（LDAR）计划，定期检测、及时修复；对VOCs工艺排气宜优先回收利用，不能（或不能完全）回收利用的可利用燃烧塔（火炬）经过充分燃烧后排放；
（2）油类（燃油、溶剂）储运及销售行业：储油库、加油站和油罐车宜配备相应的油气收集系统，储油库、加油站宜配备相应的油气回收系统。
（3）表面涂装、印刷、粘合、工业清洗等行业：鼓励使用通过环境标志产品认证的环保型涂料、油墨、胶粘剂和清洗剂；采用效率高、挥发性有机物排放少的生产工艺，含VOCs产品的使用过程中，应采取废气收集措施，提高废气收集效率，减少废气的无组织排放与逸散，并对收集后的废气进行回收或处理后达标排放。
（4）建筑装饰装修：选用符合环境标志产品技术要求的建筑涂料、低有机溶剂型木器漆和胶粘剂，逐步减少有机溶剂型涂料的使用；
（5）服装干洗：淘汰开启式干洗机的生产和使用，推广使用配备压缩机制冷溶剂回收系统的封闭式干洗机，鼓励使用配备活性炭吸附装置的干洗机；
（6）餐饮业：鼓励使用管道煤气、天然气、电等清洁能源；倡导低油烟、低污染、低能耗的饮食方式；推广使用具有油雾回收功能的油烟抽排装置，并根据规模、场地和气候条件等采用高效油烟与VOCs净化装置进行油烟净化；
2.4严格控制VOCs处理过程中产生的二次污染。
对于催化燃烧和热力焚烧过程中产生的含硫、氮、氯等无机废气，以及吸附、吸收、冷凝、生物等治理过程中所产生的含有机物废水，应处理后达标排放，避免处理过程中对大气环境造成二次污染。
2.5鼓励研发新技术、新材料和新装备
鼓励工业生产过程中能够减少VOCs形成和挥发的清洁生产技术；旋转式分子筛吸附浓缩技术、高效蓄热式催化燃烧技术（RCO）和蓄热式热力燃烧技术（RTO）、氮气循环脱附吸附回收技术、高效水基强化吸收技术，以及其他针对特定有机污染物的生物净化技术和低温等离子体净化技术等；高效吸附材料（如特种用途活性炭、高强度活性炭纤维、改性疏水分子筛和硅胶等）、催化材料（如广谱性VOCs氧化催化剂等）、高效生物填料和吸收剂等；挥发性有机物回收及综合利用设备等的研发和推广；
结束语：
随着工业化程度的提高和科技的进步，人们的物质生活和精神生活都有了极大的改善，同时生态环境的污染也日趋严重，尤其是挥发性有机化合物污染，因此必须对相关行业进行综合治理。
参考文献：
天燃气催化剂技术范文篇8
天然气；制氢；技术；分析；原理
天然气制氢就是众多天然气产品中的一种，辽河油田作为全国第三大油气田，本身就具有丰富的天然气资源，特别是从事油气集中处理企业，在油气生产过程中，能够生产出相当规模的伴生干气，对于天然气深加工具有得天独厚的条件，对于推进天然气制氢工艺的开发推广具有更为广泛的实际意义。
1.天然气制氢工艺原理
A.天然气的主要加工过程
包括常减压蒸馏、催化裂化、催化重整和芳烃生产。同时，包括天然气开采、集输和净化。在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下，天然气中烷烃和水蒸气发生化学反应。转化气经过费锅换热、进入变换炉使CO变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离，通过程序控制将气体依序通过装有三种特定吸附剂的吸附塔，由变压吸附（PSA）升压吸附N2、CO、CH4、CO2提取产品氢气。降压解析放出杂质并使吸附剂得到再生。
B.反应式
CH4+H2OCO+3H2QCO+H2OCO2+H2+Q
主要技术指标——压力：1.0~2.5Mpa；天然气单耗:0.5~0.56Nm3/Nm3氢气；电耗:0.8~1.5/Nm3氢气；规模:1000Nm3/h~100000Nm3/h；纯度:符合工业氢、纯氢(GB/T74451995)；年运行时间:大于8000h1天然气制氢的选择理论分析。
氢作为一种二次化工产品，在医药、精细化工、电子电气等行业具有广泛的用途。特别是氢作为燃料电池的首选燃料，在未来交通和发电领域将具有广阔的市场前景，在未来能源结构中将占有越来越重要的位置。采用传统制氢的方法，如轻烃水蒸气转化制氢、水电解制氢、甲醇裂解制氢、煤汽化制氢、氨分解制氢等，技术相对成熟，但是，存在成本高、产出率低、人工效率低等“一高两低”的问题。辽河油田在油气生产过程中，有干气、石脑油等烃类资源伴生，采用此类方法生产氢，可以实现资源的利用率最大化，而且伴生天然气的主要成分是甲烷，利用烃类蒸汽转化即可制成氢，且生产纯度高，生产效率高。
2.天然气水蒸汽重整制氢需解决的关键问题
天然气水蒸汽重整制氢需吸收大量的热，制氢过程能耗高，燃料成本占生产成本的50~70％。辽河油田在该领域进行了大量有成效的研究工作，在油气集输企业建有大批工业生产装置，考虑到氢在炼厂和未来能源领域的应用，天然气水蒸气转化工艺技术不能满足未能满足大规模制氢的要求。因此研究和开发更为先进的天然气制氢新工艺技术是解决廉价氢源的重要保证，新工艺技术应在降低生产装置投资和减少生产成本方面应有明显的突破。
3.天然气制氢新工艺和新技术分析
A.天然气绝热转化制氢
该技术最突出的特色是大部分原料反应本质为部分氧化反应，控速步骤已成为快速部分氧化反应，较大幅度地提高了天然气制氢装置的生产能力。天然气绝热转化制氢工艺采用廉价的空气做氧源，设计的含有氧分布器的反应器可解决催化剂床层热点问题及能量的合理分配，催化材料的反应稳定性也因床层热点降低而得到较大提高，天然气绝热转化制氢在加氢站小规模现场制氢更能体现其生产能力强的特点。该新工艺具有流程短和操作单元简单的优点，可明显降低小规模现场制氢装置投资和制氢成本。
B.天然气部分氧化制氢
天然气催化部分氧化制合成气，相比传统的蒸汽重整方法比，该过程能耗低，采用极其廉价的耐火材料堆砌反应器，但天然气催化部分氧化制氢因大量纯氧而增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本。采用高温无机陶瓷透氧膜作为天然气催化部分氧化的反应器，将廉价制氧与天然气催化部分氧化制氢结合同时进行。初步技术经济评估结果表明，同常规生产过程相比，其装置投资将降低约25~30％，生产成本将降低30~50％。
C.天然气高温裂解制氢
天然气高温裂解制氢是天然气经高温催化分解为氢和碳该过程由于不产生二氧化碳，被认为是连接化石燃料和可再生能源之间的过渡工艺过程。辽河油田对于天然气高温催化裂解制氢，广泛开展了大量研究工作，所产生的碳能够具有特定的重要用途和广阔的市场前景。
D.天然气自热重整制氢
该工艺同重整工艺相比，变外供热为自供热，反应热量利用较为合理，原理是在反应器中耦合了放热的天然气燃烧反应和强吸热的天然气水蒸汽重整反应，反应体系本身可实现自供热。另外，由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行，因此反应器仍需耐高温的不修锈钢管做反应器，这就使得天然气自热重整反应过程具有装置投资高，生产能力低等缺点。
4．天然气脱硫制氢技术
A.改革创新
辽河油田在原合成氨造气工艺基础上对转化炉、脱硫变换、热量回收系统等进行了大胆改革，采用创新装置，比老工艺大为减少，天然气消耗也降低约1/3。技术特点：天然气加压脱硫后与水蒸汽在装填有催化剂的特殊转化炉裂解重整，生成氢气、二氧化碳和一氧化碳的转化气，回收部分热量后，经变换降低转化气中CO含量、变换气再通过变压吸附（PSA）提纯得到氢气。
B.主要性能指标
在一定压力下，利用活性碳、硅胶、分子筛、氧化铝多种吸附剂组成的复合吸附床，将甲醇裂解气、合成氨驰放气、炼油厂的催化裂化干气、变换气、水煤气和半水煤气等各种含氢气源中杂质组分在较低压力下选择吸附，难吸附的氢从吸附塔出口作为产品气输出，以达到提纯氢气目的。
生产能力：根据用户需要一般为400~20000Nm3/h；产品纯度：99％~99.999％（v/v）；产品压力：1.3~2.0MPag。
C.主要技术指标
处理原料量：10~5000Nm/h；吸附压力：0.8Mpa~2.4Mpa；氢气纯度：99.9~99.99％；氢气提取率：75~90％（视原料气条件和产品气要求而定）。
5.氢气分离、提纯
吸附塔是交替进行吸附、解吸和吸附准备过程来达到连续产出氢气。氢气在压力一定下进入PSAH2系统。富氢气自下而上通过装填有专用吸附剂的吸附塔，从吸附塔顶部收集到的产品氢气输出界外。当床层中的吸附剂被CO、CH4、N2饱和后，富氢气切换到其他吸附塔。在吸附—解吸的过程中，吸附完毕的塔内仍留着一定压力的产品氢，利用这部分纯氢给刚解吸完毕的另外几个均压塔分别均压和冲洗，这样做不仅利用了吸附塔内残存的氢气，还减缓了吸附塔的升压速度，也就减缓了吸附塔的疲劳程度，有效达到了分离氢，达到氢和杂质组分的分离。
[1]戴金星.国家85天然气科技攻关丰硕成果[M]天然气工业.1996.16
[2]邹仁均.石化化工裂解原理和技术[M]化学工业出版社.1990.08
天燃气催化剂技术范文篇9
关键词：催化裂化；装置；脱硫技术
我国现在已经逐渐的开始重视和关注催化裂化汽油脱硫技术，但是，其实相比较其他的一些发达国家甚至是发展中国家来说，我国开始研究催化裂化汽油脱硫技术的时间要晚很多，所以，近些年来，我国在不断研究充实自身的催化裂化汽油脱硫技术的同时，也重视和关注其他一些国家研究方面的经验。例如美国，把目光放在了清洁汽油上，在汽油中添加清洁元素，把有毒有害物质的含量降低，进而让汽油在燃烧时产生的污染物比例在标准范围之内，美国的这一举措成为了我们可以借鉴的经验，还有其他的一些国家的做法也同样值得我们学习和研究。
1研究催化裂化汽油脱硫技术的意义
1.1减少对环境的污染
可以说，我们研究分析催化裂化汽油脱硫技术的最大意义和目的就是为了能够减少汽油燃烧对我们的大气环境的污染。我们都知道，如果汽油不加以处理的话，它本身是由很多的化学物质构成的，其中不乏一些有毒有害化学物质，例如硫，烯烃等等，这些有毒有害物质如果不加以处理过滤，那么一旦进行燃烧，那么必然会把这些有毒有害的化学物质释放到大气环境中，而释放到大气环境中最大的受害者就是我们，我们生活在大气环境中，所以，这些有毒有害物质一旦进入人体，必然会造成急性或慢性的病症，例如咽喉癌等等，所以，我们研究分析催化裂化汽油脱硫技术，就是为了能够减少硫等有害物质燃烧产生的污染物，污染我们的大气环境，也进而给人们一个健康生活的保证。
1.2提高汽油的利用效率及经济效益
纯汽油一旦开始燃烧，因为汽油内部由多种化学物质构成，尤其是还有一些有害的并且利用效率不高的物质，所以，想要提高汽油的利用效率，研究分析催化裂化汽油脱硫技术是一个不错的方法，催化裂化汽油并采用脱硫技术，把汽油中的硫等有毒有害化学物质分解，让利用效率高的有效化学物质进行燃烧，这样一来，没有硫等利用效率不高的有害化学物质的影响，汽油的燃烧效率固然就会有所提高了。另外，提高了汽油的利用效率自然而然的会提高汽油行业的经济效益，汽油的使用效率提高了，那么就会吸引越来越多的有车一族关注这种被催化裂化后的新型汽油，汽油行业的经济效益也会自然而然的被提高。由此可以看出，催化裂化汽油脱硫技术的研究和分析意义重大，不仅仅可以减少有毒有害化学物质对大气环境的污染，还可以提高汽油的整体使用效率，也提高了整个汽油业的经济效益，所以，我们更应该关注和重视催化裂化汽油脱硫技术。
2催化裂化汽油脱硫技术的特征
2.1催化剂易被污染
在汽油的催化裂化脱硫技术进行的过程中，有许多不同于其他物质催化裂化的地方，其中一个比较重要的特征就是催化剂方面，汽油是由很多的化学物质构成的，当然也不乏很多的金属元素，在汽油催化裂化过程中，有很多的催化剂会与很多的金属元素相反应，这样一来，由于催化剂与金属元素发生反应，久而久之，不仅仅金属元素可能变得有毒有害，汽油催化裂化脱硫过程中必然会用到的催化剂也会改变构成结构，性质会发生改变，可能造成严重后果，不仅可能会起不到汽油催化裂化脱硫的目的，甚至还会产生更多的有害物质，给大气环境带来更大的危害。所以催化剂容易被污染成为了催化裂化汽油脱硫技术一大特征。
2.2会产生众多焦炭
在汽油催化裂化脱硫过程中，不仅仅可能会发生汽油催化剂变质，在汽油催化裂化脱硫过程中还会产生众多的焦炭，一般来说，一定含量的汽油在催化裂化脱硫中，在前半过程中会产生百分之十到百分之十五的焦炭，在后半程继续的催化裂化脱硫过程中，还会产生百分之十五到百分之二十的焦炭，前半程产生焦炭的过程中会产生五百到八百焦耳的能量，而在后半程会产生八百到一千一百左右焦耳的能量。由此可以看出，在催化裂化汽油脱硫技术应用的过程中，焦炭一直在产生，并且随着时间的推移越来越多，所以，针对这些催化裂化汽油脱硫技术的基本特征，我们应该思考和研究更可行的方案。
3简述我国的催化裂化汽油脱硫技术
3.1加入化学元素进行脱硫
我国的汽油催化裂化脱硫技术尚且处于一个起步阶段，但是，我国已经开始快速的发展，并开始借鉴发达国家的以往经验进行学习研究。首先，我国在汽油催化裂化脱硫技术中应用的就是加入化学元素化学物质等，汽油中的化学物质大多都是有分子式的，硫也不例外，利用能和硫等有害物质反应的化W元素，就能在汽油内部过滤掉有毒有害物质，我国主要采用的这种化学物质是氢元素。利用氢元素与硫的反应，在汽油燃烧的基础上，能够产生硫化氢，而硫化氢这种无毒害的物质在高温的情况下慢慢就会挥发，既不会影响汽油燃烧效率，也不会扩散到大气污染大气环境。
3.2在汽油中加入适量萃取剂
这种方法相比较第一种更加的简单方便，不用依靠元素间的反应，只需把萃取剂融入汽油中，在汽油燃烧过程中，萃取剂发挥自身作用，把汽油中的有毒有害物质例如硫，烯烃等都萃取出来，除此之外，还可以采用高温蒸馏的方法，高温不需要特殊提供，在汽油燃烧的过程中已经满足了高温的条件，只需要提供蒸馏的自装置，在高温蒸馏的条件下萃取出有毒有害物质，不让硫等有害物质扩散到大气环境中，污染大气环境，危害人体健康。
4结束语
总而言之，我们研究和分析催化裂化汽油脱硫技术的最大目的是保护我们赖以生存的大气环境，如果我们不好好保护大气环境，一味地破坏，那么大气环境也必然会把结果返还给我们，所以，我们要牢记催化裂化汽油脱硫技术的意义，更认真仔细地研究催化裂化汽油脱硫技术，虽然我国的催化裂化汽油脱硫技术研究进度不及许多发达国家，但我们应该学会借鉴，让催化裂化汽油脱硫技术发展得更成熟。
参考文献
天燃气催化剂技术范文篇10
1、引言
中国是一个富煤贫油少气的国家，能源结构表现在80年代前，煤炭占80%以上。目前仍然以煤炭为主，约占65～70%。2013年国家统计局统计表明：2012年煤炭消费量比上年增长2.5%；原油消费量增长6.0%；天然气消费量增长10.2%；电力消费量增长5.5%。从1993年我国已成为石油进口国。同时，我国目前也正在积极开发其他能源：水力资源；核能；天然气。
能源是一个国家生产技术水平的重要标志，没有能源就没有工业因此，能源问题是世界各国，尤其是工业发达国家最先考虑发展的问题。在应对当今石油供需矛盾和贯彻节能减排政策中，煤炭液化不仅具有重大的环保意义，煤炭液化技术也将成为新型煤化工产业的重要方向之一，而且具有保障能源安全的战略意义。因此，煤炭液化将是未来煤代油的重要途径之一。
所以，从世界到我国来看，能源结构的发展趋势进入了群雄并起，各自发挥自身优势的阶段。应该清醒地看到我国是世界上少数几个以煤炭作为主要能源的国家之一。我国煤炭探明储量为114500亿吨，名列世界第三，占世界储量的12.6%。综合我国能源消费特点：以煤炭为主；人均消费水平低，单位产值能耗高；人均能耗是世界平均水平的1/2，单位产值能耗是世界平均水平的近4倍（3.95倍）.
综上所述，为了更好地解决我国未来的能源问题，除了应大力发展其他能源外（核能、水力能、太阳能），还要大力加强煤炭的综合利用，提高煤炭的利用率是极其重要的。
2、煤炭液化工艺
煤炭液化是把固体状态的煤炭经过一系列化学加工过程，使其转化成液体产品的洁净煤技术。这里所说的液体产品主要是指汽油、柴油、液化石油气等液态烃类燃料，即通常是由天然原油加工而获得的石油产品，有时候也把甲醇、乙醇等醇类燃料包括在煤液化的产品范围之内。煤炭液化主要有2种方法：间接法和直接法。
间接法：
煤先进行气化，气化气中的CO与H2在催化剂的作用下反应生成烷烃和烯烃而获得液体产品。间接液化开始于1923年，由德国FranzFicher和HansTropsch提出，因此称为F-T合成。世界目前最为成功的是南非SASOL。
南非因不产石油和天然气，而煤炭储量丰富且价格低廉，在1955年建立了Sasol-Ⅰ合成油厂，生产柴油、石蜡等产品，以后又建立了Sasol-Ⅰ、Sasol-Ⅱ厂，分别于1980、1982年投产，主要生产汽油，Sasol3个厂每年可生产450万t车用燃料和有价值的化工产品。
Sasol煤气化全都采用鲁奇固定床气化炉，煤气净化工艺采用低温甲醇洗涤法。F-T合成工艺，Sasol公司开发2大系列工艺，即高温（300～350℃）F-T3-&合成，主要产品是汽油和轻稀烃，所用反应器是循环流化床和固定流化床，另一类是低温F-T合成，主要产品是蜡和馏出物，所用反应器是固定床和浆态床反应器。
山西煤化所低温浆态床合成技术，铁系催化剂，700t/a级试验平台，完成4000多小时考核运行，柴油馏分70%，十六烷值达到70。成立中科煤制油公司，已经进行3个（神华、山西潞安、内蒙伊泰）十六万吨示范工厂的建设。
兖矿集团：2003年-2004年建成5000吨/年低温浆态床FT合成中试装置与铁系催化剂制备装置，2004年11月26日完成4706小时连续平稳考核运行，合成产品以柴油为主（70%以上，十六烷值70）；2005年1月29日通过鉴定，同年年底启动百万吨级工业化示范工程。
直接法：将煤磨碎制浆，而后加入供氢溶剂及氢气，在高压高温下加氢液化。
从20世纪30年代起，世界上许多国家都在研究开发煤直接液化制油技术，二战时期的德国曾将直接液化技术工业化，产量达到400万t/a。早期的技术液化压力高，油收率低，投资大，50年代由于世界石油廉价而无竞争力停产。随着70年代世界上出现石油危机，美国、日本、俄罗斯、澳大利亚、加拿大、中国、英国等又重新研究开发煤制油技术，近年来该技术在降低加氢液化压力、催化剂的使用、油渣分离等方面有了很大进展，提高了该法的整体效率。目前，世界上较先进成熟的直接液化技术主要有：
H—Coal工艺。是美国碳氢化合物研究公司研制。以褐煤、次烟煤或烟煤为原料，生产合成原油或低硫燃料油。原料煤经破碎、干燥后与循环油一起制成煤浆，加压至21MPa并与氢气混合，进入沸腾床催化剂反应器进行加氢液化反应，经分离、蒸馏加工后制得轻质油和重油。该工艺的特点是：高活性载体催化剂，采用固、液、气三相沸腾床催化反应器；残渣作气化原料制氢气。建有600t/d工业性试验装置。
SRC溶剂精炼煤工艺。以高硫煤为原料，将煤用供氢溶剂萃取加氢，生产清洁的低硫低灰的固体燃料和液体燃料。可分为SRC-Ⅰ及SRC-Ⅱ法，SRC-Ⅰ法以生产固态溶剂精煤为主，SRC-Ⅱ法以生产液体燃料为主。主要有以下特点：反应条件缓和，固液分离分别采用过滤和减压蒸馏技术；煤中黄铁矿就是催化剂，不外加催化剂，反应剂活化氢主要来源于供氢溶剂。建有50t/d的中试装置。
CTSL工艺。是美国碳氢化合物公司在H—Coal工艺基础上发展起来的催化两段液化工艺。特点是反应条件缓和，采用2个与H—Coal工艺相同的反应器，达到全返混反应器模式；催化剂采用专利技术制备的铁系胶状催化剂，催化剂活性高、用量少；在高温分离器后面串联有加氢固定床反应器，起到对液化油加氢精制的作用；固液分离采用临界溶剂萃取的方法，从液化残渣中最大限度回收重质油。
EDS供氢溶剂工艺。是美国埃克森公司于1977年开发成功。原料煤经破碎、干燥与供氢溶剂混合制成煤浆，与氢气混合预热后进入反应器，进行萃取加氢液化反应，煤液化产物进入分离后得到气体、石脑油、重油和残渣。该工艺的主要特点：采用供氢溶剂对煤进行萃取加氢液化；采用了循环溶剂，非催化反应，循环溶剂在进入煤的加氢反应前先在固定床反应器中用高活性催化剂加氢使其成为供氢溶剂；溶剂加氢和煤萃取加氢是分别进行；采用减压蒸馏进行固液分离。1985年完成了日处理煤250t的工业性试验装置。
IGOR工艺。德国直接液化新工艺—IGOR+工艺。德国开发的IGOR工艺是在IG工艺的基础上改进而成的。原料煤经磨碎、干燥后与催化剂、循环油一起制成煤浆，加压至30MPa并与氢气混合，进入反应器进行加氢液化反应。液体产物经（个在线固定床反应器加氢后，分离成汽油、柴油等。该工艺特点是将液化油二次加氢反应器与高压液化装置联合为一个整体，省去了由于物料进出装置而造成的能量消耗及工艺设备。1981年在Bottrop建成日处理煤200t的工业性试验装置。
此工艺的特点；1固液分离采用减压蒸馏。生产能力大，效率高2循环油不含固体，也基本上排除沥青，溶剂的供烃能力增强，反应压力降至30MPa；3液化残渣直接送去汽化制氢；4把煤的糊相加氢与循环溶剂加氢和液化油提质加工串联在一起套在高压系统中，避免了分立流程物料降温降压又升温升压带来的能量损失量降低限度；5煤浆固体浓度大于5%，煤处理能力大，反应器供料空速可达0.6%Kg.Lh（daf）.经过这样的改进，油收率增加，产品质量提高，过程氢耗量降低。总的液化厂投资可节约20%左右。能量效率也有较大提高，热效率超过60%。
NEDOL工艺。20世纪80年代，日本开发了NEDOL烟煤液化工艺，该工艺世纪是EDS工艺的改进型，在液化反应器内加入铁催化剂，反应压力也提高到17-19MPa，循环溶剂是液化重油加氢溶剂，供氢性能优于EDS工艺。NEDOL工艺过程由5个主要部分组成1煤浆制备2加氢液化反应3液固蒸馏分离4液化粗油二段加氢5溶剂催化加氢反应。此工艺的特点；1总体流程与德国工艺相似2反应温度455-465℃，反应压力17-19MPa，空速36t/m3，h3催化剂使用合成硫化铁或天然黄铁矿；4固液分离采用减压蒸馏的方法5配煤浆用的循环溶剂单独加氢提高溶剂的供氢能力，循环溶剂加氢技术是引用美国eds工艺的成果，6液化油含有较多的杂原子。进行加氢精制，必须加氢提高来获得合格产品；7150t/d装置建在鹿岛炼焦厂旁边
FFI低压加氢液化工艺。是俄罗斯在开发研制的煤直接加氢液化成液体燃料的新工艺。以褐煤和烟煤为原料生产液体燃料产品和化工产品。利用此工艺于1987年建立了日处理煤5～10t的工艺开发装置，还进行了年生产300万t液体产品的工业企业的工厂设计。该工艺的特点是：原料准备阶段采用了先进的高效振动碾磨机；采用了瞬间煤涡流舱干燥技术，使煤发生爆炸式湿度分离、热粉碎和气孔爆裂，干燥时间大大减少；采用了高效可再生催化剂钼酸铵和三氧化二钼，85%～90%的催化剂可以经再生回收；煤液化压力降至6～10MPa，降低了设备制运费用、减少了气体压缩及液体泵送的电能消耗。
神华集团煤直接液化技术。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//总第522期2013年第39期-----转载须注名来源煤直接液化项目所选厂址位于陕西省榆林地区和内蒙古鄂尔多斯境内，神府东胜煤田属世界七大煤田之一，资源赋存条件好，埋藏浅，煤炭属低灰、特低硫、特低磷、中高发热量优质动力煤和化工用煤.
由于神华集团综合能力占据优势，神华集团开发了中国神华煤直接液化工艺，世界上第一套大型现代煤直接液化工艺示范装置。项目选址内蒙古鄂尔多斯市马家塔。先期建设一条每天处理6000吨干煤的煤直接液化生产线，年产液化油100万吨。先期工程2004年8月现场开始开工建设，2007年建成投产，目前2012年连续运行时间243天，实际年产油品86万吨，神华100万吨工业示范工程对今后技术及产业发展至关重要。
延长煤油混炼技术。2012年4月，世界首个采用德国IGOR煤直接液化技术工艺煤油共炼工业示范项目在陕西靖边开工建设，这意味着我国煤制油战略又添新技术。一旦成功，将对我国乃至世界能源格局产生深远影响。该煤油共炼试验示范项目，将依托陕北地区油、煤资源优势和榆炼的基础设施条件，建设45万吨/年悬浮床加氢裂化装置及相应配套技术研究设施。
目前国内为有多个设计院正在配合研究完成中国新工艺工艺开发的基础研究，逐步形成国内工程设计、管理、施工能力、设备开发并逐步实现国产化，2010～2022年后是中国煤直接液化产业化发展重要时期。
3、煤间接液化和直接液化的优缺点
间接液化工艺
优点：
合成条件较温和。无论是固定床、流化床还是浆态床，反应温度均低于350℃，反应压力2.0—3.0MPa。
转化率高。如SASOL公司SAS工艺采用熔铁催化剂，合成气的一次通过转化率达到60%以上.循环比为2.0时，总转化率即达90%左右。SheⅡ公司的SMDS工艺采用钴基催化荆，转化率甚至更高。
煤种适应性强。间接液化不仅适用于年轻煤种（褐煤、烟煤等），而且特别适合中国主要煤炭资源（年老煤、高灰煤等）的转化。
间接液化的产品非常洁净，无硫氮等污染物，可以加工成优良的柴油（十六烷值75），航煤，汽油等多种燃料，并且可以提供优质的石油化工原料。
工艺成熟，有稳定运行的产业化工厂。煤间接液化的大型工业过程在南非经过50年的生产实践。目前已经形成了年产500多万吨油品和约200万吨化学品的产业，是南非的支柱产业。
缺点：
油收率低。煤消耗量大，一般情况下，约5—7t
原煤产lt成品油。
反应物均为气相，设备体积庞大，投资高，运行费用高。
目标产品的选择性较低，合成副产物较多。正构链烃的范围可从C1至C100；随合成温度的降低，重烃类（如蜡油）产量增大。轻烃类（如CH4，C2H4，C2H6等）产量减少。
直接液化工艺
优点：
油收率高。例如采用HTI工艺。神东煤的油收率可高达63%到68%。
煤消耗量小。一般情况下.1吨无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油，加上制氢用煤，约3—4吨原料产1
吨液化油。
馏份油以汽、柴油为主，目标产品的选择性相对较高。
油煤浆进料，设备体积小，投资低，运行费用低。
缺点：
反应条件相对较苛刻。如德国老工艺液化压力甚至高达
70MPa。现代工艺如IGOR、HTI、NEDOL等液化压力也达到17-30MPa。液化温度420—470℃。
煤种适应范围窄。直接液化主要适用于褐煤、长焰煤、气煤、不粘煤、弱粘煤等年轻煤。
出液化反应器的产物组成较复杂。液、固两相混合物由于粘度较高，分离相对困难
氢耗量大，一般在6%-10%。工艺过程中不仅要补充大量新氢，还需要循环油作供氢溶剂，使装置的生产能力降低。
工艺不够成熟。目前国内只有神华一套产业化装置在运行，而且运行不稳定
4、煤制油经济性比较
表1是神华煤直接液化和间接液化的技术经济对比，从表中可以看出，煤制油直接法的吨油成本是1400元，间接法的成本是1600元，每生产1吨油需要水5至6吨，而间接法需要9至12吨，直接法2.4吨煤可生产1吨油，而间接法需要4.4吨煤。采用直接液化法进行煤制油，煤的热能利用率为47.6%，而间接液化法的利用率仅为28.6%，即大部分热能在煤制油的过程中被消耗掉。正是由于煤制油需要大量的水及能量的巨大浪费，使得我们国家难以下决心进行大规模的进行煤制油的产业建设。
由于直接法对煤的质量要求较高，需要质量较优的煤，因而其应用受到原料的限制。
关于经济性问题；与直接液化相近与产品结构及市场价格关联紧密、原油价格关系，高油价下有较好的经济效益。
5、未来煤液化的发展方向
煤炭的清洁高效利用既是我国能源发展的战略选择，也是当前节能减排最重要、最现实的手段。从电力和优质燃料两个方面的重大需求看，煤基多联产系统显然是未来洁净煤发展的重要方向，煤基多联产是指利用从单一的设备（气化炉）中产生的"合成气"（主要成分为CO+H2），来进行跨行业、跨部门的生产，以得到多种具有高附加值的化工产品、液体燃料（甲醇、F-T合成燃料、二甲醇、城市煤气、氢气）以及用于工艺过程的热和进行发电等。
该技术以煤炭气化为“龙头”，将多种煤炭转化技术通过优化组合集成在一起，以同时获得多种高附加值的化工产品和多种洁净的二次能源。煤基多联产系统通过气化把两大系统：燃料/化工产品生产系统、动力生产系统统一结合起来进行物质与能量交换，使动力系统达到合理利用能源和低污染排放，又使化工产品或清洁燃料的生产过程低能耗与低成本，是一个实现多领域功能需求和能源资源高增值目标的可持续发展能源利用系统。
国外发展现状：
自20世纪80年代起，美国、欧盟和日本等国政府分别制定和实施了IGCC和煤炭联产研发计划。1998年，克林顿政府制订了愿景（21Vision）能源工厂发展规划，鼓励煤炭联产系统关键技术的研发。一些国际上著名公司，如BP公司、Texaco公司、GE公司、Shell公司等都在进行煤炭联产系统的研发2003年初，美国政府宣布开始执行未来电力（FutureGen）项目，2008年初对该项目进行了重组，重点支持IGCC或其他先进燃煤电站。
自2004年欧盟开始执行HYPOGEN项目，该项目以建成煤气化为基础，生产电力和氢并进行CO2分离和处理的近零排放电站为目标。德国提出了COORETEC计划，旨在研究开发以化石燃料为基础的近零排放发电技术。
日本于1993年在“新能源产业技术综合开发机构”（NEDO
）内设立“洁净煤技术中心”（CCTC）制订了阳光计划。日本新能源开发机构于1998年提出了以煤气化净化、燃气发电和燃料电池发电为主要内容的EAGLE多联产计划。
国内发展现状：
国内研究所和大学与国际同步，在20世纪末开始了现代意义上的煤炭多产品联产概念的探索，并已开始进行系统研究和相关单项技术的研究开发。
国家中长期科技发展规划研究提出，“将多联产技术作为能源科技发展的战略重点方向之一”。煤气化、煤制油、燃气轮机等多项单元技术已被列入国家“973”、“863”计划。
有关科研单位和企业分别提出了符合各自发展特点的多联产工艺路线，有的已经开始进行系统集成研究。中科院工程热物理研究所在国家863计划和中科院知识创新工程重大项目的支持下，与山东兖矿集团合作进行76MW发电和年产24万吨甲醇煤气化合成甲醇、联合循环发电部分联产示范工程的建设，华能集团公司、神华集团公司等大型企业已经制定了多联产发展规划，计划到2015年前后实现初级系统的工业应用，并逐步向先进系统发展。其中，中国华能集团公司处积极探索参加FutureGen国际合作项目的可能外，还对比美国“未来电力”项目提出了“绿色煤电”计划。
目前，中国“十五”期间启动甲醇-燃气发电示范工程、启动两项煤制油-联产发电示范项目、兖矿集团陕北100万吨合成油联产发电示范、潞安矿业集团16万吨合成油联产发电示范、启动三项IGCC发电示范项目（华能天津、华电浙江、广东顺德）
对我国发展煤基多联产技术的建议
因地制宜，合理选择技术路线，根据我国能源的供需特点，将发展煤化工、生产液体燃料和实现洁净发电共同作为多联产的发展方向。具体技术路线的选择，应由企业根据国家导向、所在地区条件、煤种煤质、产品市场等情况自行确定。
加强规划，完善政策，加强多联产发展的整体规划，做好科技规划与产业规划的衔接、产业规划与配套政策的衔接，同步推进初级系统产业化和先进系统的技术研发。
启动示范工程，加强技术攻关建议成立国家多联产技术研究中心，集中优势科研力量，对关键技术、系统技术和专属性技术进行攻关。
加强领导，快速发展。以煤为主并且在相当才时间内难以根本改变的能源结构决定中国必须高效洁净利用煤炭资源。从电力和优质燃料两方面的重大需求和国内外煤基多联产技术发展状况来看，煤基多联产系统显然是未来洁净煤发展的主流趋势。多联产能源系统是综合解决我国21世纪面临的能源问题的重要途径，具有十分重要的现实意义。
（作者单位：延长油煤共炼新技术开发公司）
天燃气催化剂技术范文篇11
【关键词】二恶英危险废物焚烧污染控制
1引言
危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别方法认定的具有危险特性的废物，所谓的危险特性主要是指毒害性、爆炸性、易燃性、腐蚀性、化学反应性、传染性、放射性等。包含上述一种或几种以上危害特性，并以其特有的性质对环境产生污染的物质叫做危险废物。
随着社会和经济的发展，工业废物特别是危险废物产生量和种类不断增多，已引起政府和公众的极大关注。危险废物的随地排放和不合理处置，会危害人们的健康，长期积累将严重破坏人类赖以生存的生态环境，其破坏程度远大于生活垃圾。危险废物已成为世界性范围的突出公害，积极开发新技术、新工艺、新设备，开展对危险废物的集中管理和综合处置，减少和消除污染危害已是当务之急。
焚烧法处理并利用其余热是按“三化”原则处理危险废物最有前途的方法，但危险废物焚烧厂的兴建和长期运行会带来二次污染问题，尤其是焚烧过程中产生的二恶英的污染已引起全世界的关注。据统计，在全球范围内，由焚烧炉排放出的二恶英约占二恶英总排放量的10%～40%。我国政府规定危险废物焚烧二恶英排放的标准《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）为0.5ngTEQ/m3，但随着人们对环境意识的增强，目前新建的危险废物焚烧厂普遍要求达到欧盟（EN2000/76/EC）标准的0.1ngTEQ/m3。因此，在危险废物焚烧过程中，必须采取有效的措施严格控制二恶英的产生和排放。
2二恶英的结构特性和危害
2.1二恶英的结构特性
二恶英实际上是二恶英类（Dioxins）的一个简称，它指的并不是一种单一物质，而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物，全称分别是多氯二苯并二恶英polychlorinateddibenzo-p-dioxin（简称PCDDs）和多氯二苯并呋喃polychlorinateddibenzofuran（简称PCDFs）--由2个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环；为多氯二苯并呋喃（PCDFs）由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环。每个苯环上都可以取代1～4个氯原子，从而形成众多的异构体，其中PCDDs有75种异构体，PCDFs有135种异构体。所以，二恶英包括210种化合物，这类物质非常稳定，熔点较高，极难溶于水，可以溶于大部分有机溶剂，是无色无味的脂溶性物质，所以非常容易在生物体内积累。二恶英在705℃以下时是相当稳定的，高于此温度即开始分解。另外，二恶英的蒸汽压很低，在标准状态下低于1.33×10-8Pa，这么低的蒸汽压说明二恶英在一般环境温度下不易从表面挥发。
2.2二恶英的危害
二恶英是内分泌干扰物的代表。它们能干扰机体的内分泌，产生广泛的健康影响。二恶英能引起雌性动物卵巢功能障碍，抑制雌激素的作用，使雌性动物不孕、胎仔减少、流产等。低剂量的二恶英能使胎鼠产生腭裂和肾盂积水。给予二恶英的雄性动物会出现精细胞减少、成熟退化、雄性动物雌性化等。流行病学研究发现，在生产中接触2，3，7，8-TCDD的男性工人血清睾酮水平降低、促卵泡激素和黄体激素增加，提示它可能有抗雄激素（antiandrogen）和使男性雌性化的作用。
二恶英有明显的免疫毒性，可引起动物胸腺萎缩、细胞免疫与体液免疫功能降低等。二恶英还能引起皮肤损害，在暴露的实验动物和人群可观察到皮肤过渡角化、色素沉着以及氯痤疮等的发生。二恶英染毒动物可出现肝脏肿大、实质细胞增生与肥大、严重时发生变性和坏死。
2，3，7，8-TCDD对动物有极强的致癌性。用2，3，7，8-TCDD染毒，能在实验动物诱发出多个部位的肿瘤。流行病学研究表明，二恶英暴露可增加人群患癌症的危险度。根据动物实验与流行病学研究的结果，1997年国际癌症研究机构（IARC）将2，3，7，8-TCDD确定为Ⅰ类人类致癌物。
3二恶英在危险废物焚烧过程中的产生
二恶英不是天然产物，而是含氯的碳氢化合物在燃烧过程中形成的。有氯和金属元素存在条件下的有机物燃烧均会产生二恶英。焚烧过程中二恶英的生成机理相当复杂，已知的生成机理主要有三种。
3.1直接释放机理
危险废物中本身含有微量的二恶英，由于二恶英具有热稳定性，尽管大部分在高温燃烧时得以分解，但仍会有一部分在燃烧以后排放出来。
3.2燃烧炉膛内二恶英的生成即高温气相反应
由于氯源（如PVC、氯气、HCl等）、二恶英前驱物和反应催化剂（Cu、Fe）的存在，当炉膛温度低于850℃，停留时间小于2s时，部分有机物就会与分子氯或氯游离基反应生成二恶英。
3.3燃烧后的区域内二恶英的再生成即低温异相催化反应
危险废物燃烧过程中和焚烧结束时，由于燃烧条件的变化导致二恶英的重新生成。如垃圾燃烧不充分时，烟气中存在过多的未燃尽物质，当遇到适量的过渡性金属，特别是铜，在300～500℃的低温环境下，使高温燃烧分解的二恶英重新生成。
4危险废物焚烧过程中二恶英的控制方法
根据二恶英在危险废物焚烧过程中的产生机理，控制危险废物焚烧工艺中二恶英的形成源、切断二恶英的形成途径以及采取有效的二恶英净化技术是防治二恶英污染最为关键的问题，因此可以从“燃烧前、燃烧中和燃烧后”三个环节对其实现全面控制。
4.1燃烧前控制――物料分选
废物预处理的目的就是尽量减少进入焚烧系统中能对二恶英的生成起作用的物质的量，一方面通过预分拣的方法来减少危险废物中氯和重金属含量高的物质进入危险废物焚烧系统，从而减少二恶英合成反应中所需的反应物和重金属催化剂的量。
4.2燃烧中控制――控制炉内燃烧条件
改进燃烧状况，保证稳定、充分燃烧可以减少PCDD/Fs的生成。燃烧过程中的各种参数如温度、湍流度、停留时间等对PCDD/Fs的形成有着较大的影响，现代的垃圾焚烧炉设计时为控制二恶英的排放，都采用“3t原则”，即燃烧温度保持在1100℃以上（temperature）；在高温区送入二次空气，充分搅拌混合增强湍流度（turbulence）；延长气体在高温区的停留时间（time>2s）。燃烧的稳定性对二恶英的产生也有很大的影响，如一般危险废物焚烧炉开始运行和停止时二恶英的含量要高于正常运行时。要求炉内的O2浓度不低于6%。向燃烧炉内添加碱性氧化物（如石灰石），也可以抑制二恶英的生成。
4.3燃烧后控制――烟气净化处理
4.3.1烟气急冷处理
采用急冷的方法降低烟气温度，切断二恶英生成的途径。焚烧炉出口烟气进入急冷塔，温度从550℃1秒之内急速降至200℃，缩短烟气在处理和排放过程中处于300～500℃温度区域的时间，避开二恶英产生的温度区域。烟气温度冷却速率对抑制二恶英影响较大，冷却速率越大，二恶英形成越少。
4.3.2烟气中喷吹活性碳
危险废物在焚烧过程中，如果产生未燃烬的物质，且有适量的触媒体（铜等重金属）和300～500℃的温度环境就会合成二恶英。控制二恶英的方法除了优化焚烧过程，尽量使废物完全燃烧，提高二燃室的温度和缩短烟气在300～500℃温度区的停留时间外，在烟气处理过程中喷入活性炭吸附烟气中的二恶英也是世界上控制二恶英排放的比较通用和成熟的技术。
由于活性炭具有极大的比表面积，因此，即使是少量的活性炭，只要与烟气混合均匀且接触时间足够长，就可以达到高吸附净化效率。活性炭与烟气混合一般是通过强烈的湍流实现的，而足够长的接触时间就必须以后续的袋式除尘器为保证，也就是说，活性炭喷射吸附应与袋式除尘器配套，活性炭的位置应在袋式除尘器前的烟气管道上。这样，活性炭在管道中与烟气混合后吸附一定量的污染物，但并未达到饱和，随后再与烟气一起进入后续的袋式除尘器，停留在滤袋上，与缓慢地通过滤袋的烟气充分接触，最终达到对烟气中重金属和二恶英的吸附净化。
4.3.3选用新型滤袋
美国戈尔公司目前推出一款新型的催化滤袋，这种滤袋表面有高精度的e―PTFE膜来捕集亚微粉尘，能阻挡任何细微的颗粒穿透到底布中，防止因过滤效率低下造成的催化剂中毒现象。这样，表面的薄膜承担了阻挡任何吸附了二恶英颗粒的功能，剩下的气态PCDD/F穿过薄膜进入毡料被催化剂有效分解。催化过滤主要由底布内含特殊催化剂实现。底料是一种针刺结构，纤维是由膨体聚四氟乙烯复合催化剂所组成，起支撑作用，催化剂可以去除二恶英。这种覆膜的催化毡料能在一定温度范围（180～260℃）通过催化氧化反应来摧毁PCDD/F，也就是二恶英在O2参与时在催化介质表面被分解成CO2、H20和HCl。
去除二恶英大致反应方程式：
C12HnCl8-nO2+（9+0.5n）O2=（n-4）H2O+12CO2+（8-n）HCl。
经过催化滤袋处理后，烟气中二恶英的浓度可以从10ngTEQ/m3降到0.1ngTEQ/m3以下，低于欧盟（EN2000/76/EC）标准。
4.3.4采用SCR催化反应技术
选择性催化剂还原法（SelectiveCatalyticReduction）简称SCR，指在一定的温度和催化剂的作用下，以液氨或尿素作为还原剂，有选择性地与烟气中的氮氧化物反应并生成无毒无污染的氮气和水。
SCR脱硝工艺采用催化剂使氮氧化物发生还原反应，反应温度较低。其方法将还原剂喷入装有催化剂的反应器内，烟气通过催化剂与之产生化学反应进行脱硝。
SCR催化装置在不加氨的情况下，通过催化剂的作用，可以进一步去除二恶英，使二恶英的含量达到0.1TEQng/m3以下。
SCR催化剂降解二恶英，是采用催化法使二恶英分解，反应方程式：
C12HnCl8-nO2+（9+0.5n）O2催化剂160-210℃（n-4）H2O+12CO2+（8-n）HCl
生成物为水、二氧化碳和微量的氯化氢，反应过程中不需要额外的反应物和添加剂，可去除超过99.9%的二恶英，二恶英排放浓度可稳定地控制在0.1ng-TEQ/m3以下，低于欧盟（EN2000/76/EC）标准。
5结语
危险废物焚烧过程中二恶英的控制和净化是目前国内外共同关注的问题，是危险废物焚烧处理技术发展的关键和重点所在。可以从废物分类处理，改善焚烧炉的燃烧条件，选择适当的烟气处理方式，对二恶英的生成与排放进行综合控制，从而解决二恶英的污染问题。只有二恶英的污染问题得到了有效解决，危险废物焚烧技术才能在我国得到充分的发展，才能在注重经济效益的同时，更加注重环境效益与社会效益，保持环保产业的可持续发展。
参考文献：
[1]任玉森.二恶英污染防治技术研究.《宝钢技术》，2003.07.30.
天燃气催化剂技术范文
关键词：秸秆气催化合成高热值天燃气
秸秆气是指将玉米芯、棉柴、玉米秸、麦秸等干秸秆粉碎后作为原料，经过气化设备(气化炉)热解、氧化和还原反应转化成可燃气体，经净化、除尘、冷却、储存加压，再通过输配系统送往用户，用作燃料或生产动力。秸秆气化集中供气工程一般以自然村为单元，供气规模从数十户至数百户不等。供气半径在1km以内。秸秆燃气已成为继天然气、管道煤气、液化气、沼气后，又一种清洁无污染的农村新能源。秸秆气化技术的推广应用对于增加农村能源供给，改变农村炊事结构，改善农村卫生条件，减轻环境污染，构建节约型社会和社会主义新农村具有重大意义。
由于采用不同的气化工艺、不同的原料、得到的秸秆气成份略有不同，典型秸秆气组成如下表1：
表1秸秆气组成
因为秸秆气中的杂质是多样的、复杂的，所以也不可能使用单一的方法来净化秸秆。通常是几种净化方法组合在一起使用的。净化秸秆气的主要目的是除去灰分、炭颗粒、水分、焦油及冷却，所采用的技术也是针对这些方面。wWw.133229.coM目前应用最多的、技术较成熟的秸秆气气化工艺是以空气为气化剂对秸秆进行气化。这种秸秆气最主要的特点就是含氮气与二氧化碳的比例较高，因此热值也就偏低。
因此，普通的秸秆气经过简单的处理（除尘、除焦、脱硫）后就直接使用，包括百姓家里饮食煮饭、直接燃烧发电、供热取暧、化学品合成等。如果把秸秆气做为燃气直接燃烧，不但热值低、用气量大、而且其组分中含有大量一氧化碳、氢气等有毒、易燃易爆危险气体，无论是储存还是使用都存在一定的安全隐患。
为此，四川亚连科技有限责任公司在多年从事催化剂、吸附剂、生物质沼气浓缩天然气研究[1]及工业应用的基础上，开发了以镍系催化剂两段催化合成法，采用常规变压吸附方法，将秸秆气的热值由普通秸秆气的2000kcal/nm3提高到8000kcal/nm3以上。使出口气体达到城市燃气标准，可将该利用秸秆气为原料催化合成、净化分离处理后的合成气并入到城市管网作为天燃气使用，从生产工艺路线上根本解决秸秆气热值低的问题和通过高效催化合成技术提高生产效率。
1实验材料与方法
1.1催化剂催化剂是以γ-al2o3和少量tio2作为载体、以nio与la2o3为助催化剂，其质量成分为：al2o365~75%，tio24~8%，nio15~25%，la2o31.0~5%，cr2o31~5%采用如下方法制得：
①载体的制备：将al2o3和tio2按照一定的比例混合均匀，然后在1300℃条件下煅烧4~5小时，然后滚压成圆球；
②活性组分负载：将活性组分镍，助剂镧与铬以离子态的形式存在于硝酸溶液中，加热至60~70℃，然后将①过程的载体放入到溶液中浸渍0.5~1.5小时，使活性组分与助剂负载于载体之上，得初产品；
③催化剂的烧制：将②制得的初产品在110~130℃条件下干燥4-5小时，然后在600℃-650条件下煅烧4-5小时即得。
1.2秸秆气制备合成天然气条件实验在400nm3/h的工业规模中进行，流程简要说明见图1。
由储气柜送过来的秸秆气经过压缩机加压后，通过预热器加热到一定温度进入催化合成器，催化合成器内装有实验催化剂，经过催化剂作用后，秸秆气中的氢气与一氧化碳转化合成为甲烷气体，温度进一步升高后输出催化合成器，经过冷凝器将气体冷凝到常温后进入气液分离器，将秸秆气中原有的水分以及催化合成过程中产生的水分在气液分离器中分离除去，气体部分进入到吸附净化器，吸附净化器的作用是分离除去转化气体中的二氧化碳气体及少量一氧化碳气体与原秸秆气中带有的少量氮气，最后得到甲烷浓度在97%以上的合成天然气。
1.3试验数据记录
表2压缩机前秸秆气参数
表3催化合成器前的秸秆气参数
表4催化合成后的秸秆气参数
表5吸附净化后秸秆气参数
2数据分析与讨论
2.1整个催化合成过程温度的影响首先，在触媒的作用下，发生了以下反应过程：
co+3h2ch4+h2o（汽）h0298=+206.14kj/mol（1）
co2+4h2ch4+2h2o（汽）h0298=+163.08kj/mol（2）
co+h2oco2+h2h0298=+41.05kj/mol（3）
ch4=c+2h2h0298=-75kj/mol（4）
由反应式可以看出：（1）和（3）反应是需要的反应，（2）和（4）为副反应，通过催化合成反应前、后的数据对比可以看出，原料气中的氢气基本上都参与了反应，通过前后数据的对比不难看出整个反应过程中主要发生的是（1）过程。
2.2整个秸秆气处理过程的时间从图1可以看出，整个秸秆气处理包括从原料秸秆气进入压缩机升压、再到预热器加热、催化合成器转化、冷凝器降温、分液分离和吸附净化等过程，不包括秸秆的气化过程，如果是加上秸秆的气化时间与气化后气体的预处理（降温、除尘、除焦等），总共需要数分钟左右的时间。
2.3影响产品质量与收率的因素影响产品质量的主要因素是吸附净化过程，该过程主要是利用变压吸附手段除去气体中的二氧化碳、一氧化碳、氧气和氮气等杂质气体，其原理是利用不同吸附剂对于两个物质在不同压力下吸附能力的不相同来进行分离，针对杂质成份的多少与类别会选择多种不同的吸附剂进行装填，以达到更好的分离效果，节约投资，降低成本的目的。
影响产品收率的因素较多，因最终需要的产品是甲烷，所以其主要影响收率的因素分为以下三点：①是秸秆气化过程中的甲烷含量，不同的气化工艺、不用的原料其成分都有所差别，甲烷浓度一般小于20%，如果在秸秆气化过程中甲烷浓度能尽量提高的话，在后续整个处理过程中损失的甲烷就越少，相对收率增加。②是在催化合成过程中，催化剂的选择上，尽可能选择甲烷选择率高、转化率高、耐高温的催化剂，可有效利用氢气、一氧化碳催化合成甲烷，提高甲烷收率。③选择分离系统较高的吸附剂有增加产品收率。
2.4与传统工艺的比较目前，在秸秆气利用技术领域还没有人将秸秆气合成天然气使用，通常是将气化炉出来的秸秆气简单处理后直接使用，如燃烧、发电、供热、合成等。就秸秆的甲烷化技术也没有人采用本工艺路线，利用催化剂合成的方式来提高秸秆气中甲烷含量。传统工艺有如下几种：一将秸秆在气化炉中直接气化后得到主要含一氧化碳、二氧化碳、甲烷与氢气的混合气体，一氧化碳与氢气的热值大概在3000kcal/nm3左右，加上甲烷其混合气体的热值在2000kcal/nm3左右；二是将秸秆经过酸化处理后制成甲烷反应堆，其原理是利用甲烷厌氧菌在厌气条件下生产甲烷气体。
本工艺是将气化炉中气化后的混合气体作进一步处理，最后得到甲烷浓度大于97%的合成天燃气，选择将气化后的混合气来处理主要原因是气化时间短，气化后的混合气中有合成甲烷所需的一氧化碳与氢气。利用甲烷菌厌氧生产甲烷气体虽然一次性产出的甲烷浓度高（40%~60%），但是对于秸秆的预处理过程较复杂，厌氧过程时间长，后续还要增加污水的相应处理，设备多，投资较大。
3结论
通过项目中试运行过程中。得到如下结论：
3.1彻底解决了传统的秸秆气热值低的问题，传统秸秆气热值在1000~2000kcl/nm3左右，采用本技术后可将秸秆气的热值提高到8000kcal左右；
3.2传统的秸秆生产甲烷多采用生物甲烷菌利用厌氧发酵产生甲烷，对甲烷菌种控制要求严格，且最重要的一点是反应时间过长从原料处理到产出甲烷气体需要数十个小时，采用本技术在短短数分钟内即可产出甲烷气体；
3.3本工艺可处理秸秆气集中供应站的低热值秸秆气，本质是将整个技术装置做成撬装移动形式，到较分散的集中供气站处理秸秆气，处理后的产品气（合成天燃气）就近储存，或直接并入城市管网使用；
3.4本工艺彻底改变了传统利用生物生产甲烷的方法，利用催化剂在转化器内催化合成甲烷气体，不但反应时间短，而且利用反应放出的热能还可以副产大量蒸汽；
3.5本工艺针对较大规模的有固定来源秸秆气处理装置，有效利用副产的蒸汽建立热电联产，合理有交利用资源；
3.6经过本技术处理后的产品气可替代民用天然气并入城市管网，可以输送到化工厂进行甲烷下一步精加工，也可加压液化替代lng等；
3.7自动化程度高，操作简便，安全可靠，布置紧凑合理。
参考文献：
[1]钟娅玲，陈天洪等，一种提取沼气中的甲烷气体的方法，cn101817715a.
