催化燃烧装置

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催化燃烧装置:未来应用的重要考虑因素

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催化燃烧装置:未来应用的重要考虑因素

发布日期:2021-01-23 作者: 点击:

实际催化燃烧装置中的许多问题是由于需要建立一个接近化学计量的区域,该区域有助于实现稳定,高效的燃烧。例如,如果在低当量比(φ〜0.6)下操作可行,则可以减少NOx,排放和燃烧室的冷却要求。本工作描述了大规模实验的结果,其中通过在反应区内使用催化床(即催化燃烧)实现了燃烧稳定性。由于该方案需要设计一种导致均匀的燃料-空气混合和均匀的速度分布的系统,因此废气非常接近等温塞流,从而避免了由于严重的温度梯度而导致的许多其他电流系统缺点。测试在高达10.5个大气压的压力和高达1589°K的排气温度下进行。获得了燃油-空气比,进气温度,参考速度和压力的性能趋势。进行文献检索以收集可用的催化氧化信息。讨论了贵金属和过渡金属氧化物的特性。针对可能的未来应用解释了本工作的结果。提供实际应用之前需要进行的开发工作的摘要。

催化燃烧装置技术领域本发明涉及催化燃烧装置,更具体地,涉及使包含未使用的氢(H 2)的阳极流出物和包含未使用的氧化剂(例如氧气(O 2)或空气)的阴极流出物燃烧以产生热量的催化燃烧装置。

催化燃烧装置被用于多种应用中。典型的应用涉及使用催化燃烧装置来燃烧包含在从其中使用了催化燃烧装置的动力系统排出的废水中的燃料。可在其中使用本发明的动力系统使用燃料源,例如氢(H 2)和氧化剂源,例如氧(O 2)和/或空气(O 2与氮(N 2)混合)来产生电力。电力系统内产生的电力会导致废水从电力系统中排出。废水通常包含H2形式的未使用的燃料和O2和/或空气形式的未使用的氧化剂。这些废水代表可以使用的能源。为了从废水中提取能量,这些动力系统通常采用催化燃烧装置,该装置燃烧废水中所含的未使用的H2,以产生可在动力系统中使用的热量,以满足热量需求。

催化燃烧装置

废水中所含的H2量将根据电力系统的效率和电力系统的运行条件而变化。由于流出物中所含的H2量会发生变化,因此催化燃烧装置通常包括液体燃料供应,该液体燃料供应可用于增加燃烧装置内的可燃燃料的量,以便动力系统对燃烧装置的热量需求可以 被满足。此外,由于流出物中所含的H2量会发生变化,因此在燃烧设备内任何特定区域发生的反应量也会发生变化,并导致热点或过热的位置,从而损坏燃烧设备。流入燃烧装置的废气和任何液体燃料都是易燃的燃料混合物。燃料混合物将自燃的温度将根据燃料混合物的组成而变化。

尽管使用高密度泡沫结构可以防止火焰传播到燃烧装置中的不良区域,但是当燃料混合物流过高密度泡沫结构时,高密度泡沫结构会产生明显的压降。压降是不期望的,因为它可能需要使流入燃烧装置的流出物穿过附加设备以在进入燃烧装置之前增加流出物的压力,从而获得足够的压力和流出物通过燃烧装置的流动。用于给燃料流加压的额外设备增加了其中使用燃烧装置的系统的复杂性和成本。

期望提供一种燃烧装置,该燃烧装置不需要使用阻火器或降低阻火器的密度,从而使阻火器上的压降较小,并且不需要流出物流过任何燃烧器。进入燃烧设备之前,需要使用其他设备。另外,期望提供一种燃烧装置,其能够利用液体燃料喷射系统来向燃烧装置提供燃料,从而使得燃烧装置能够在电力系统的启动操作期间满足电力系统的热需求。电力系统排出的废水量可能不足以满足电力系统的热量需求的地方。


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