【摘要】：近年來,能源不合理利用引發(fā)的環(huán)境污染對人類健康和社會發(fā)展造成了嚴重威脅。本課題將天然氣催化燃燒技術應用于爐窯中,設計了天然氣催化燃燒爐窯系統(tǒng),同時研究了催化劑的特性。研究內(nèi)容主要包括:首先將天然氣催化燃燒爐窯應用于陶器的燒制。通過多次實驗研究并與傳統(tǒng)的陶器燒制工藝進行對比分析,得出陶器的最佳燒制工藝流程,燒制的陶器成品表面光滑細膩,充滿復古的藝術氣息。進一步研究了陶器在水凈化方面的應用,實驗結(jié)果表明陶器對河水產(chǎn)生顯著的凈化效果,同時提出將爐窯燒制的陶制材料應用于海綿城市及水處理裝置中的可行性研究,這將對今后陶制材料在水處理領域的廣泛應用提供新思路。然后將天然氣催化燃燒爐窯應用于琉璃的燒制。大量燒制琉璃的探索實驗表明天然氣催化燃燒爐窯滿足琉璃的燒制,并得出琉璃制品的最佳燒制工藝。由于釉料顏色的不同,琉璃最高的燒制溫度有所差異,因此應根據(jù)釉料顏色來選擇對應的燒制溫度。燒制的琉璃成品釉面透亮、溫潤,造型精美,充滿生機與活力。通過測定煙氣出口處甲烷及其他污染物排放的濃度,得出爐窯排放的污染物濃度幾乎為零,燃料利用率較高。爐窯內(nèi)部的傳熱方式以輻射傳熱為主,且具有很高的輻射強度,達到了節(jié)能減排的效果。基于天然氣催化燃燒爐窯,對催化劑的性能進行了研究。爐窯啟動時間與催化劑老化關系的實驗表明,催化劑經(jīng)過多次重復使用后活性顯著降低,啟動時間隨著點火次數(shù)的增加變長,這使能源的消耗量大大增加,催化燃燒爐窯的壽命及經(jīng)濟性下降。同時通過對催化劑老化機理的分析得出反應過程產(chǎn)生的高溫、高壓造成催化劑燒結(jié),活性組分流失,從而降低了催化燃燒反應速率。最后對催化劑未來的研究方向進行了展望,提出經(jīng)濟且環(huán)境友好型催化劑將成為研究的重點,進而推動催化燃燒技術的廣泛應用。天然氣催化燃燒爐窯具有高效、節(jié)能、環(huán)保等多重顯著優(yōu)勢,因此在節(jié)能減排政策的大力倡導下,具有很大的推廣價值。
【圖文】：

圖 2-1 異催化反應與單相催化反應過程能量變化圖nergy change diagram of single phase and multiphase catalytic reac應與單相催化反應過程的能量變化規(guī)律如圖 2-1 所示即反應物的總能量大于產(chǎn)物的總能量，表明多相催化反反應。同時可以看出，，催化劑存在與否對反應的初、終

圖 2-2 催化燃燒反應速率與溫度的關系ig.2-2 Temperature dependence of reaction rate in catalytic combus燒反應中反應速率隨溫度的變化規(guī)律如圖 2-2 所示。從制的區(qū)域，反應物在催化劑表面反應放出熱量，加熱流傳輸控制區(qū)后，受質(zhì)量傳輸作用的影響，反應速率基本
【學位授予單位】：北京建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ426;TQ170.6

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