Способ сжигания углеводородных топлив (варианты) и катализаторы для его осуществления
Патенты
| Язык: |
Русский |
| Тип: |
Патент на изобретение |
| Номер (11) |
RU 2372556 C2 |
| Номер заявки (21): |
2008101879/06 |
| Дата подачи заявки (22): |
24 янв. 2008 г. |
| Дата начала отсчета срока действия патента (24): |
24 янв. 2008 г. |
| Дата публикации патента (44,45,46): |
10 нояб. 2009 г. |
| Дата публикации заявки (43): |
27 июл. 2009 г. |
| Авторы |
Исмагилов З.Р.
,
Шикина Н.В.
,
Яшник С.А.
,
Пармон В.Н.
,
Брайнин Б.И.
,
Захаров В.М.
,
Хритов К.М.
,
Фаворский О.Н.
|
| Организации |
| 1 |
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
|
| 2 |
Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова
|
|
Изобретение относится к каталитическим технологиям, а именно к каталитическому сжиганию природного газа, и может быть использовано в каталитических камерах сгорания газотурбинных силовых установок. Способ сжигания углеводородного топлива заключается в пропускании исходного топлива через несколько каталитических зон с использованием каталитического пакета, включающего два катализатора: Pd-содержащий катализатор для инициирования процесса горения топливно-воздушной смеси и катализатор для устойчивого горения топливно-воздушной смеси. Сжигание осуществляют в двух каталитических зонах, которые различаются порозностью слоя, составами катализаторов и их каталитической активностью в реакциях окисления углеводородов: в 1-й зоне используют катализатор, обеспечивающий порозность слоя 0,45-0,60 и содержащий PdO и/или Pd, нанесенные на гранулированный оксид алюминия, модифицированный оксидами редкоземельных элементов РЗЭ, в частности церия и/или лантана, с содержанием палладия 0,5-2,5 мас.%; во 2-й зоне используют гранулированный оксидный катализатор с порозностью слоя 0,40-0,53, содержащий в качестве активного компонента 3-20 мас.% оксидов марганца или 20-90 мас.% гексаалюмината марганца, или оксидный катализатор, модифицированный PdO и/или Pd в количестве 0,1-2,5 мас.%. Инициирование процесса горения топливно-воздушной смеси, содержащей 1,0-6,0 об.% метана, осуществляют на катализаторе 1-й зоны при температуре 250- 530°С; устойчивое горение топливно-воздушной смеси осуществляют на катализаторе во 2-й зоне при входной температуре 450-800°С, при этом температура отработанных газов на выходе из каталитического пакета составляет 750-950°С. Соотношение высот 1-й и 2-й каталитических зон в пакете составляет 0,1/0,9-0,2/0,8. Для контроля за процессом сжигания углеводородного топлива между 1-й и 2-й зоной помещают слой инертного материала, в качестве которого используют гранулированный оксид алюминия или корунд, при этом высота слоя инертного материала составляет 0,025-0,15 от высоты всего пакета. Технический результат - обеспечение экологической безопасности отработанных газов и стабильность процесса сжигания природного газа. 6 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 табл.
FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method of burning hydrocarbon fuel involves passing initial fuel through several catalyst zones using a catalyst packet containing two catalystes: Pd-containing catalyst for initiating the combustion process of the fuel-air mixture and a catalyst for stable combustion of the fuel-air mixture. Burning takes place in two catalyst zones, which are distinguished by layer porosity, composition of catalysts and their activity in hydrocarbon oxidation reactions: the catalyst used in the 1st zone has layer porosity between 0.45 and 0.60 and contains PdO and/or Pd, deposited on granular aluminium oxide, modified with oxides of rare-earth elements, particularly cerium and/or lanthanum, with palladium content between 0.5 and 2.5 wt %; the catalyst used in the 2nd zone is a granular oxide catalyst with layer porosity between 0.4 and 0.53, containing active component in form of 3 to 20 wt % manganese oxide or 20 to 90 wt % manganese hexaaluminate, or an oxide catalyst, modified with PdO and/or Pd in amount of 0.1 to 2.5 wt %. Initiation of the combustion process of the fuel-air mixture, which contains 1.0 to 6.0 vol % methane, takes place on the catalyst in the 1st zone at temperature between 250 and 530°C; stable combustion of the fuel-air mixture takes place on the catalyst in the 2nd zone at input temperature between 450 and 800°C, wherein temperature of waste gases at the outlet of the catalyst packet is between 750 and 950°C. The height ratio of the 1st and 2nd catalyst zones in the packet is between 0.1/0.9 and 0.2/0.8. To control the burning of the hydrocarbon fuel, a layer of inert material is placed between the 1st and 2nd zones, where this material can be granular aluminium oxide or corundum. Height of the layer of inert material is 0.025 to 0.15 of the height of the entire packet.
EFFECT: provision for environmental safety of waste gases and stable combustion of natural gas.
17 cl