基于过渡金属氧化物载氧体的煤矿通风瓦斯处理性能

发布时间：2018-01-31 02:09

  本文关键词： 通风瓦斯 甲烷转化率 载氧体 化学链燃烧 催化燃烧　出处：《工程科学学报》2017年06期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：采用反应管对基于过渡金属氧化物载氧体的煤矿通风瓦斯(VAM)处理性能展开了研究.结果表明,经活化后的三种载氧体均能将CH_4完全转化为CO_2,其活性顺序为CuO60/γ-Al_2O_3Ni O60/γ-Al_2O_3Fe2O360/γ-Al_2O_3;基于CuO60/γ-Al_2O_3的CH_4转化率随空速的增加而减小,随CuO负载量和床层温度的升高而增大;煤矿通风瓦斯中的CH_4浓度越低,CH_4转化率达到90%所需的床层温度就越低;对活性物质低分散高负载的CuO60/γ-Al_2O_3和活性物质高分散低负载的CuO5.5/γ-Al_2O_3两种CuO/γ-Al_2O_3系载氧体进行了比较,发现两种载氧体的CH_4转化机理均包含有化学链燃烧和催化燃烧两种机理,基于催化燃烧机理的CH_4转化率在一定温度下存在极大值,当床层温度高于该极大值温度时,化学链燃烧对CH_4转化率的贡献明显大于催化燃烧对CH_4转化率的贡献;相同条件下,CuO5.5/γ-Al_2O_3的初期活性优于Cu60/γ-Al_2O_3,但CuO60/γ-Al_2O_3的活性稳定性优于CuO5.5/γ-Al_2O_3.
[Abstract]:The treatment performance of VAM in coal mine ventilation gas based on transition metal oxide oxygen carrier was studied by reaction tube. After activation, the three oxygen carriers can completely transform CH_4 into CO_2. Its activity order is CuO60 / 纬 -Al2O3NiO60 / 纬 -Al2O3Fe2O360 / 纬 -Al2O3; The CH_4 conversion rate based on CuO60 / 纬 -Al-Al2O3 decreases with the increase of space velocity, and increases with the increase of CuO load and bed temperature. The lower the concentration of CH_4 in coal mine ventilation gas is, the lower the bed temperature is when the conversion rate of Ch _ 4 reaches 90%; CuO60 / 纬 -Al2O3 for low dispersion and high load for active substances and CuO5.5 / 纬 -AlSn2O3 for CuO5.5 / 纬 -Al2O3 with high dispersion and low load of active substances. The oxygen carriers were compared. It is found that the CH_4 conversion mechanism of the two oxygen carriers includes two mechanisms: chemical chain combustion and catalytic combustion. The CH_4 conversion rate based on the catalytic combustion mechanism has a maximum at a certain temperature. When the bed temperature is higher than the maximum temperature, the contribution of chemical chain combustion to the conversion of CH_4 is obviously greater than that of catalytic combustion to the conversion of CH_4. The initial activity of CuO5.5 / 纬 -Al2O3 in the same condition is better than that of Cu60 / 纬 -Al2O3. But the activity stability of CuO60 / 纬 -Al2O3 is better than that of CuO5.5 / 纬 -Al2O3.
【作者单位】： 北京科技大学能源与环境工程学院;北京科技大学节能与环保北京高校工程研究中心;
【基金】：北京市科技基金资助项目(Z131100005613045)
【分类号】：TD72
【正文快照】： 煤矿通风瓦斯(ventilation air methane,VAM)具有排量大、浓度低、流量和浓度瞬时变化4个特点[1-2],处理难度极大.为处理更低浓度的煤矿通风瓦斯和减少热损失,势必要降低煤矿通风瓦斯燃烧所需的床层温度.已有的技术主要为热氧化和催化燃烧两大类[3-4],热氧化处理煤矿通风瓦斯

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本文编号：1477890