【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(huì)發(fā)展造成了嚴(yán)重威脅。本課題將天然氣催化燃燒技術(shù)應(yīng)用于爐窯中,設(shè)計(jì)了天然氣催化燃燒爐窯系統(tǒng),同時(shí)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(yīng)用于陶器的燒制。通過多次實(shí)驗(yàn)研究并與傳統(tǒng)的陶器燒制工藝進(jìn)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(xì)膩,充滿復(fù)古的藝術(shù)氣息。進(jìn)一步研究了陶器在水凈化方面的應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明陶器對河水產(chǎn)生顯著的凈化效果,同時(shí)提出將爐窯燒制的陶制材料應(yīng)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(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供新思路。然后將天然氣催化燃燒爐窯應(yīng)用于琉璃的燒制。大量燒制琉璃的探索實(shí)驗(yàn)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(yīng)根據(jù)釉料顏色來選擇對應(yīng)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(jī)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(qiáng)度,達(dá)到了節(jié)能減排的效果�；谔烊粴獯呋紵隣t窯,對催化劑的性能進(jìn)行了研究。爐窯啟動(dòng)時(shí)間與催化劑老化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)表明,催化劑經(jīng)過多次重復(fù)使用后活性顯著降低,啟動(dòng)時(shí)間隨著點(diǎn)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(jì)性下降。同時(shí)通過對催化劑老化機(jī)理的分析得出反應(yīng)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(yīng)速率。最后對催化劑未來的研究方向進(jìn)行了展望,提出經(jīng)濟(jì)且環(huán)境友好型催化劑將成為研究的重點(diǎn),進(jìn)而推動(dòng)催化燃燒技術(shù)的廣泛應(yīng)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(dǎo)下,具有很大的推廣價(jià)值。
【圖文】：

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

圖 2-2 催化燃燒反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系ig.2-2 Temperature dependence of reaction rate in catalytic combus燒反應(yīng)中反應(yīng)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(yīng)物在催化劑表面反應(yīng)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(yīng)速率基本
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ426;TQ170.6

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本文編號：2667555