《改性CuO/ZrO2催化劑催化乏風瓦斯燃燒性能研究》研究背景與意義

專家導讀

《改性CuO/ZrO2催化劑催化乏風瓦斯燃燒性能研究》研究背景與意義

煤礦乏風瓦斯又稱通風瓦斯，因其甲烷含量低，流量變化大，常規技術較難利用，所以大部分未進行回收處理就直接排放了。據統計，我國排入大氣的乏風中純甲烷量約為100億～150億m3/a，與西氣東輸的天然氣量(120億m3/a)基本相同。大量的乏風瓦斯直接對空排放，不僅造成了資源的極大浪費，而且帶來了諸多的環境問題。

乏風瓦斯的主要利用方式是燃燒。然而，乏風中甲烷含量很低，無法直接點燃或維持燃燒，必須借助于催化劑降低反應活化能，實現在較低起燃溫度下的無火焰燃燒，即催化燃燒。催化燃燒被認為是處理乏風瓦斯的最有效技術手段，也是當前的研究熱點。

利用催化燃燒技術處理乏風瓦斯的前提是制備高活性、高穩定性的催化劑。Cu基催化劑可實現乏風瓦斯催化燃燒，然而Cu本身在高溫條件下易團聚，分散度變差，導致催化劑活性和穩定性降低，因此需要合適的制備過程，增強金屬離子抗團聚能力，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可制備性能優良的催化劑。但采用等離子體強化制備乏風瓦斯催化燃燒Cu基催化劑的研究尚未深入開展。在這種背景下，《改性CuO/ZrO2催化劑催化乏風瓦斯燃燒性能研究》采用氧氣為改性氣體，對浸漬法制備的CuO/ZrO2催化劑進行低溫等離子體改性，并研究改性工藝條件對催化劑催化燃燒乏風瓦斯活性的影響。回收利用乏風瓦斯具有節能和環保雙重意義。同時，深入了解乏風瓦斯催化燃燒反應性能可為開發可靠、先進的催化燃燒工藝、優化設計催化燃燒反應器奠定基礎。