成果名稱(chēng)：天然氣的催化燃燒

　　成果擁有單位：廈門(mén)大學(xué)

　　成果簡(jiǎn)介：

　　甲烷的催化燃燒在發(fā)電廠經(jīng)常遇到。福建組建的液化天然氣(LNG)站第一期250萬(wàn)噸/年已經(jīng)開(kāi)工(建于湄洲灣)，建成后90%以上的LNG用作廈門(mén)嵩嶼電廠(每期60萬(wàn)kw,共兩期)，泉港區(qū)電廠(至少是30萬(wàn)kw的發(fā)電規(guī)模)，以及福州電廠的燃料，剩余部分則供福廈線沿途城市居民的家庭燃用氣及部分工廠，如廈門(mén)明達(dá)玻璃廠的用氣。采用催化燃燒代替原來(lái)的非催化燃燒可使天然氣的燃燒更完全，降低助燃空氣的預(yù)熱溫度(這些下面還會(huì)描述)，預(yù)計(jì)可節(jié)省5%LNG,，這部分節(jié)約量大致等于廈門(mén)市居民全年的用氣量，其經(jīng)濟(jì)效應(yīng)是1*105*103 *75/15=5億元;更何況西氣東送的天然氣也大部分用作電廠燃料，若同樣使用催化燃燒技術(shù)，節(jié)省的能源資源就更可觀了。

　　催化燃燒是在燃燒噴嘴上增添催化劑。國(guó)外對(duì)這種燃燒催化劑大多使用Pd/Al2O3(工作于低于1000℃的場(chǎng)合)，其缺點(diǎn)是起燃溫度T10(10%甲烷轉(zhuǎn)化為CO2和H2O的溫度)較高，約370℃，而且它的活性在燃燒產(chǎn)物H2O的影響下，會(huì)顯著降低，即耐水性不好;經(jīng)過(guò)對(duì)催化劑載體Al2O3摻雜MgO的改性后，催化活性得到了提高，但耐水性仍無(wú)改進(jìn);改換成單斜氧化鋯(m-ZrO2)載體后，T10降至300℃左右，耐水性也得到顯著改善，即整體的助燃空氣的預(yù)熱溫度可比使用Al2O3載體時(shí)降低將近100℃，節(jié)約的這部分能量約占全部能量的5%。本項(xiàng)目原為973計(jì)劃(天然氣、煤層氣優(yōu)化利用的催化基礎(chǔ)，G1999022400)的子課題，經(jīng)5年多的研究后已取得明顯進(jìn)展。最早采用Mg-Al-O載體，降低起燃溫度約70℃，耐水性卻仍保持原來(lái)的水平， (發(fā)明專(zhuān)利CN-01121765.0);接著的改進(jìn)是在Zr-ZSM-5載體上進(jìn)行的，除催化活性保持原來(lái)的改善外，耐水性已有改進(jìn);再來(lái)的進(jìn)展系在m-ZrO2載體上取得。我們還準(zhǔn)備再申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利和組織相關(guān)的技術(shù)鑒定，為逐漸實(shí)現(xiàn)工業(yè)化創(chuàng)造條件。發(fā)電廠已普遍使用天然氣為燃料，福建用的是LNG,，省外則用西氣東送的天然氣，使用量很大。在不計(jì)成本的年代，不考慮是否應(yīng)該節(jié)約能源資源的時(shí)期，采用催化燃燒與否確實(shí)無(wú)關(guān)緊要，如今我國(guó)的能源政策是節(jié)流開(kāi)源，把節(jié)約擺在第一位，因而，在使用天然氣作為發(fā)電燃料的的場(chǎng)合，推廣使用催化燃燒是必需的，其可能性非常大。已進(jìn)行過(guò)小型試驗(yàn)，效果較好;接著的技術(shù)鑒定還將做更貼近實(shí)用的小型試驗(yàn)，進(jìn)一步的中試和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)試將是下一步關(guān)注的重點(diǎn)，它需要投入和較大的試驗(yàn)場(chǎng)所。經(jīng)濟(jì)效益以福建的年用LNG量為250萬(wàn)噸，節(jié)省5%約為10萬(wàn)噸，以現(xiàn)市售石油氣15公斤75元計(jì)，10萬(wàn)噸的價(jià)值為5億元。

　　合作方式：聯(lián)合開(kāi)發(fā)

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