成果名稱：天然氣的催化燃燒

　　成果擁有單位：廈門大學

　　成果簡介：

　　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250萬噸/年已經(jīng)開工(建于湄洲灣)，建成后90%以上的LNG用作廈門嵩嶼電廠(每期60萬kw,共兩期)，泉港區(qū)電廠(至少是30萬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，如廈門明達玻璃廠的用氣。采用催化燃燒代替原來的非催化燃燒可使天然氣的燃燒更完全，降低助燃空氣的預熱溫度(這些下面還會描述)，預計可節(jié)省5%LNG,，這部分節(jié)約量大致等于廈門市居民全年的用氣量，其經(jīng)濟效應是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。國外對這種燃燒催化劑大多使用Pd/Al2O3(工作于低于1000℃的場合)，其缺點是起燃溫度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，會顯著降低，即耐水性不好;經(jīng)過對催化劑載體Al2O3摻雜MgO的改性后，催化活性得到了提高，但耐水性仍無改進;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熱溫度可比使用Al2O3載體時降低將近100℃，節(jié)約的這部分能量約占全部能量的5%。本項目原為973計劃(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的水平， (發(fā)明專利CN-01121765.0);接著的改進是在Zr-ZSM-5載體上進行的，除催化活性保持原來的改善外，耐水性已有改進;再來的進展系在m-ZrO2載體上取得。我們還準備再申請發(fā)明專利和組織相關(guān)的技術(shù)鑒定，為逐漸實現(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。在不計成本的年代，不考慮是否應該節(jié)約能源資源的時期，采用催化燃燒與否確實無關(guān)緊要，如今我國的能源政策是節(jié)流開源，把節(jié)約擺在第一位，因而，在使用天然氣作為發(fā)電燃料的的場合，推廣使用催化燃燒是必需的，其可能性非常大。已進行過小型試驗，效果較好;接著的技術(shù)鑒定還將做更貼近實用的小型試驗，進一步的中試和生產(chǎn)規(guī)模的擴試將是下一步關(guān)注的重點，它需要投入和較大的試驗場所。經(jīng)濟效益以福建的年用LNG量為250萬噸，節(jié)省5%約為10萬噸，以現(xiàn)市售石油氣15公斤75元計，10萬噸的價值為5億元。

　　合作方式：聯(lián)合開發(fā)

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