低温燃烧合成无机化合物的研究进展
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低温燃烧技术的研究及应用低温燃烧技术是一种非常重要的技术。
它可以帮助我们节约能源,减轻环境污染,提高生产效率,改善人民生活质量。
本文将探讨低温燃烧技术的研究及应用。
一、低温燃烧技术的研究低温燃烧技术是一种新型的燃烧技术。
它的特点是燃烧温度较低,在500℃以下。
这种技术可以通过改变燃烧方式、气体流动方式和燃料组成等因素来实现。
在低温燃烧技术中,燃料不会燃烧完全,而是部分燃烧,产生热量和不完全燃烧产生的污染物。
这种技术通过精细控制这些燃烧反应,可以有效降低污染物排放,提高能源利用效率。
实现低温燃烧技术,需要进行多方面的研究,包括燃料燃烧机理研究、燃料的改进研究、燃烧流动的模拟研究等。
其中,燃料的改进研究是关键。
通过改变燃料组成,使得其可以在较低的温度下燃烧,从而降低燃烧温度。
此外,还可以将多种燃料进行混合,以提高燃烧效率。
二、低温燃烧技术的应用低温燃烧技术有着广泛的应用领域。
其中,最重要的应用是在工业生产过程中的应用。
在钢铁、化工、建材等领域,低温燃烧技术已经得到了广泛应用。
通过采用低温燃烧技术,可以减少对环境的污染,提高生产效率,降低能源消耗。
此外,低温燃烧技术还可以应用于垃圾处理、污水处理等环境保护领域。
在垃圾处理中,低温燃烧技术可以有效处理有机物,减少污染物排放。
在污水处理中,低温燃烧技术可以将污水中的有机物实现快速氧化分解,提高污水处理效率。
总之,低温燃烧技术是一种非常重要的技术。
通过研究和应用这种技术,可以实现对环境的保护和能源的节约。
随着科技的不断发展,低温燃烧技术的应用前景将会更加广阔。
低温燃烧技术研究——未来环境友好型能源系统的关键内容燃料在人类生产生活中具有着极其重要的地位。
然而,长期以来,大量的燃料燃烧不仅在能源利用上浪费了许多资源,还产生了大量的废气废水污染环境,给人类健康和生态环境带来了巨大的损害。
因此,开展环境友好型、高效的能源技术是当今能源技术研究领域的重要目标。
低温燃烧技术的研究和应用,正是在遵循这一目标的前提下,致力于去除含炭气体和液体污染物等能源复合污染物中的有害排放物质的环保新技术。
一、低温燃烧技术的概念和特点低温燃烧技术是在尽可能降低燃料在氧气环境下的燃烧温度的前提下,通过合理分布气体和温度连接的方法,促进燃料本身和燃烧产物有效地接触和反应,由此实现燃料的高效转化和减少有害气体排放的一种新型燃烧技术。
低温燃烧技术相对于传统的高温燃烧技术而言,其有以下特点:1、低温燃烧技术所需要的空气和燃料的量较少,燃烧产生的热损失较低,燃料质量利用率高,能够在燃烧过程中达到高效和环保的综合效果。
2、低温燃烧技术燃烧温度低,能有效降低燃烧发生时产生的臭氧等有害物质的排放和生成。
3、低温燃烧技术能较好地控制污染物的排放,可以有效去除燃料中引发大气污染的有害物质。
二、低温燃烧技术的应用低温燃烧技术可以应用于多种场合,包括民用和工业、燃气以及固体型的燃料等。
此外,在煤炭、石油和天然气等化石能源领域中,低温燃烧技术也得到广泛应用。
1、民用领域在民用领域中,低温燃烧技术可以应用于住宅供暖、厨房垃圾治理等多个方面。
此外,随着风力、太阳能等新型可再生能源的发展,将低温燃烧技术与这些新能源相结合可实现能源系统易于管理、操作简便、安全、经济、无污染的绿色低碳。
深入推进低温燃烧技术在民用领域的应用,可以有效改善人们的生活环境。
2、工业领域低温燃烧技术在工业领域中主要被应用在了废气废污染治理和固体废弃物处理上。
此外,在加热炉、干燥、蒸汽机等行业中的用途也逐渐增多。
在工业燃烧、烟气治理和废弃物处理等领域,低温燃烧技术可以提高整体燃烧效率、节约能源消耗,同时还能减少对环境的污染。
低温燃烧技术的研究与展望崔天择内容简介:由于世界能源危机和环境污染的加剧,世界各国对汽车发动机/节能减排的要求变得愈发严格。
推广柴油机是提高热效率和降低温室气体排放的有效途径之一。
柴油机的排放控制技术大体上可分为机内措施和机外措施两种。
其中机内措施主要以放热规律的控制为目的,大致分为三种方式:1)喷射系统的控制。
2)新的燃烧方式。
3)不同阶段柴油机的控制技术。
就新的燃烧方式而言,柴油机燃烧过程中的主要问题是微粒(碳烟)和NOx的排放。
而一般控制排放的机内措施对这两种排放物的控制相互矛盾。
所以,作为同时降低微粒和NOx排放量的技术,必须同时控制燃烧温度和空燃比。
为此开发了有关低温燃烧(LTC)技术和均质压燃(HCCI)技术。
其中,近年来在国内外得到广泛研究的是低温燃烧(LTC)技术,这是一种新型的燃烧方式。
其基本原理是通过大量的废气再循环(EGR),降低氧含量,同时降低缸内的温度,同时实现较低的NOx和碳烟排放。
关键词:低温燃烧;废气再循环;燃料特性;燃烧控制;排放;1 内燃机所面临的问题内燃机所面临的最大问题,莫非能源问题与环境问题了。
而这两个问题正是当今人类社会面临的两大难题,内燃机消耗了 2/3 以上的石油资源,产生了 1/4 以上的 CO2排放,内燃机排出的有害气体是大气环境、尤其是城市大气的主要污染源。
因此,随着汽车和内燃机工业的快速发展以及内燃机动力装置的大量应用,石化能源短缺(包括 CO2排放)和环境污染成为内燃机发展面临的两大难题。
2 柴油机新型燃烧方式的提出柴油机的排放控制技术大体上可分为机内措施和机外措施两种。
其中机内措施主要以放热规律的控制为目的,大致分为三种方式:1)喷射系统的控制。
2)新的燃烧方式。
3)不同阶段柴油机的控制技术。
和汽油机相比,柴油机的CO和HC排放较低,但微粒(碳烟)和NO X的排放较高。
且从柴油机的燃烧过程看,NOx和微粒的生成不可避免,而 NOx和微粒生成条件互异的特点和直喷式柴油机喷雾燃烧的特性,使得降低NOx排放的措施往往使 PM 排放增加,而降低 PM 排放的技术也会造成NOx排放增多,二者的控制呈现此消彼长的相互矛盾态势。
收稿:2008年6月,收修改稿:2008年8月 3国家高技术发展计划(863)项目(N o.2007AA0618025)和江苏省自然科学基金项目(N o.BK 2007215)资助33通讯联系人 e 2mail :zq304@ ;zq304@低温NH 32SCR 反应机理及动力学研究进展3李云涛 钟 秦33(南京理工大学化工学院 南京210094)摘 要 对低温选择性催化还原(SCR )脱硝技术的反应机理及动力学已有较多研究。
本文从反应路径和反应机制两方面评述了低温SCR 的反应机理,重点从氧在低温SCR 中的作用、NO 在催化剂上的吸附、NH 3的活化和反应模型等方面进行了深入阐述,并结合反应机理探讨了低温SCR 的反应动力学,最后对低温SCR 脱硝技术的深入研究提出了建议。
关键词 低温选择性催化还原 脱硝 SCR 反应机理 SCR 反应动力学中图分类号:O643;X511 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2009)0621094207R ecent Advances in Mechanisms and K inetics of Low 2Temperature SelectiveC atalytic R eduction of NO x with NH 3Li Yuntao Zhong Qin33(School of Chemical Engineering ,Nanjing University of Science and T echnology ,Nanjing 210094,China )Abstract The mechanisms and kinetics of low 2tem perature selective catalytic reduction (SCR )have attracted many researchers ’attention.The mechanisms of low 2tem perature SCR is reviewed by the reaction pathways and reaction m odels ,focusing on the role of oxygen in the low 2tem perature SCR ,the ads orption of NO over the catalyst ,the nature of the active NH 3species and the g overning reaction m odels (Langmuir 2Hinshelw ood or E ley 2Rideal ).M oreover ,combining with the mechanisms of low 2tem perature SCR ,the kinetics of low 2tem perature SCR are critically discussed.P oints of convergence and disagreement are underlined.The perspectives in low 2tem perature SCR are prom oted.K ey w ords low 2tem perature selective catalytic reduction ;rem oval of NO x ;mechanisms of SCR ;kinetics of SCRContents1 Introduction2 Mechanisms of low 2tem perature selective catalyticreduction of NO x with NH 32.1 Reaction pathways of low 2tem perature NH 32SCR 2.2 Reaction mechanisms of low 2tem perature NH 32SCR 3 K inetics of low 2tem perature NH 32SCR 4 C onclusion and perspectives1 引言氮氧化物(NO x )主要来自石化燃料燃烧,不仅是酸雨形成的主要原因,而且可与碳氢化物反应,形成光化学烟雾,目前已成为仅次于可吸入颗粒物和二氧化硫的重要大气污染物。
1低温燃烧合成工艺的应用
低温燃烧合成工艺是一种新型的材料制备技术,具有高效、简便、高品质、低成本等优点。
其应用领域非常广泛,包括以下几个方面:
1.1 无机功能材料的合成:低温燃烧合成工艺能够制备出各种金属氧化物、钙钛矿等无机功能材料,这些材料用于光催化、电催化、气敏、磁性材料等领域具有广泛的应用前景。
1.2 碳及碳复合材料的制备:低温燃烧合成工艺可以合成金属-碳、氧化物-碳等碳复合材料,这些材料可应用于储能材料、导电材料、催化剂载体、传感器等领域。
1.3 功能有机材料的制备:低温燃烧合成工艺可制备出具有不同功能的有机多孔材料、金属有机框架材料等,这些材料可应用于催化、分离、吸附等领域。
1.4 生物医学材料的制备:低温燃烧合成工艺可以合成出纳米级别的生物医用金属氧化物、碳化物、氮化物等材料,这些材料有着广泛的生物医学应用,如生物成像、药物传递等。
综上所述,低温燃烧合成工艺的应用范围非常广泛,在材料制备领域具有广阔的发展前景。
1 低温燃烧合成法概述燃烧合成法燃烧合成法(Combustion Synthesis,简写为CS)制备材料可以追溯到十九世纪,1895 年德国科学家H. Goldschmit 发明了著名的铝热法,为CS法开创了新纪元。
前苏联很早就应用CS 法制备材料,但真正开展科学研究则始于1967 年,前苏联科学院院士Merzhanov 和Borovinskaya 研究火箭固体推进剂燃烧问题时,将这种燃烧反应命名为“自蔓延高温合成”(Self-propagating High-temperatureSynthesis,即SHS),迄今已在国际上获得广泛认可。
SHS是指反应物被点燃后引发化学反应,利用其自身放出的热量,产生高温使得反应可以自行维持并以燃烧波的形式蔓延通过整个反应物,随着燃烧波的推移,反应物迅速转变为最终产物。
总之,凡能得到有用材料或制品的自维持燃烧过程都属于广义的CS 法,或狭义地称为SHS 法[1,2]。
然而,随着燃烧合成技术的不断发展以及燃烧合成应用领域的不断扩大,已衍生出多种各具特色的燃烧工艺,因此“SHS”这个词已不能准确地表达出各种燃烧工艺的特点。
低温燃烧合成法(LCS 法)低温燃烧合成法(Low-temperature CombustionSynthesis,简写为LCS)是相对于SHS 而提出的一种新型材料制备技术,该方法主要是以可溶性金属盐(主要是硝酸盐)和有机燃料(如尿素、柠檬酸、氨基乙酸等)作为反应物,金属硝酸盐在反应中充当氧化剂,有机燃料在反应中充当还原剂,反应物体系在一定温度下点燃引发剧烈的氧化-还原反应,一旦点燃,反应即由氧化-还原反应放出的热量维持自动进行,整个燃烧过程可在数分钟内结束,溢出大量气体,其产物为质地疏松、不结块、易粉碎的超细粉体。
2 LCS 法基本原理关于硝酸盐有机燃料的燃烧过程的研究尚不够系统深入。
一般认为,与原料加热过程中发生的氧化还原化合或分解、产生可燃气体有关,其中硝酸盐(硝酸根离子)为氧化剂,而燃料为还原剂,氧化剂燃料混合物体系具有放热特性。