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甲烷燃烧

甲烷燃烧的相关文献在1996年到2022年内共计142篇,主要集中在化学、化学工业、能源与动力工程 等领域,其中期刊论文66篇、会议论文27篇、专利文献95445篇;相关期刊37种,包括煤炭学报、石油化工、燃烧科学与技术等; 相关会议19种,包括第十六届全国计算流体力学会议、2013年中国工程热物理学会燃烧学学术年会、2012年中国工程热物理学会燃烧学学术年会等;甲烷燃烧的相关文献由428位作者贡献,包括胡瑞生、郑建东、戴洪兴等。

甲烷燃烧—发文量

期刊论文>

论文:66 占比:0.07%

会议论文>

论文:27 占比:0.03%

专利文献>

论文:95445 占比:99.90%

总计:95538篇

甲烷燃烧—发文趋势图

甲烷燃烧

-研究学者

  • 胡瑞生
  • 郑建东
  • 戴洪兴
  • 白雅琴
  • 刘振义
  • 刘玉军
  • 刘营
  • 卢冠忠
  • 唐强
  • 崔永君
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利文献

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排序:

年份

    • 邹远龙; 周月桂; 李澜波; 武文栋
    • 摘要: 利用Chemkin软件中对冲火焰模型对CO_(2)和H_(2)O气氛下甲烷MILD富氧燃烧进行详细数值模拟,对比了两种气氛下NO和CO的排放规律和生成机理.结果表明,MILD-CO_(2)燃烧模式下CO排放浓度约为MILDH_(2)O燃烧模式下的3倍.敏感性分析发现CO_(2)的分解会增加CO排放浓度,而MILD-H_(2)O燃烧模式下H_(2)O分解生成的OH基团促进了CO的氧化,降低了CO的排放浓度.同时,MILD-CO_(2)燃烧模式下NO排放浓度约为MILD-H_(2)O燃烧时的4倍,且MILD-H_(2)O燃烧模式下NO生成对氧化剂进口温度的变化不敏感.通过分离NO生成路径发现,两种气氛下N_(2)O中间体路径主导了NO的生成,NO再燃可以消耗20%以上生成的NO,其余路径相对不重要.结果表明MILD-H_(2)O燃烧比MILD-CO_(2)燃烧更有利于降低CO和NO排放.
    • 王岩; 王宝瑞; 王岳
    • 摘要: 高光谱技术提供了空间和光谱维度的信息,同时基于传统黑体模型的实验技术和计算方法不适用于甲烷火焰的辐射特性,而火焰中自由基的高光谱信息反映了火焰结构、组分浓度分布等燃烧的多方面特征,能够为燃烧模型的完善提供依据。利用高光谱技术在不同当量比和不同流量下研究了甲烷预混火焰中自由基的空间和光谱特性。对不同当量比的研究表明,随着当量比的增加,火焰中心处的CH^(*)和C_(2)^(*)自由基的辐射强度先增加后降低,而燃烧区域内二者的平均辐射强度一直增加,火焰中心处的点可以表征局部的燃烧状态,而燃烧区域内辐射均值表征热释率等整体燃烧状态,定量给出了两种方法的不同趋势。火焰中心处的CH自由基辐射强度在当量比为1.01时达到峰值,而C自由基辐射强度在当量比为1.12时达到峰值,两种自由基的辐射峰值可以分别作为燃烧中反应强度和稳定性的判据。当量比可以由C_(2)^(*)和CH^(*)辐射强度之比来表征,修正了C_(2)^(*)/CH^(*)和当量比的线性关系,提出应使用燃烧区域内C_(2)^(*)和CH^(*)的平均辐射强度之比,并提出了该比值与当量比的二次关系。利用高光谱技术生成了燃烧区域内C_(2)^(*)/CH^(*)的云图,得到了详细的空间信息,当量比大于1时,首次在火焰面附近发现了明显的过渡区,体现了高光谱技术的优势。对当量比保持不变情况下的不同流量的研究表明,随着流量的增加,火焰高度增加,而火焰顶部和火焰中心的自由基的浓度分布基本不发生变化,揭示了实验工况下流动的特征时间远小于化学反应特征时间,化学反应过程未受到明显影响。应用高光谱较好的识别出了火焰中的多种自由基,研究了甲烷层流预混火焰中自由基辐射特性及其随着不同当量比和流量变化的趋势,对燃烧现象和机理的认识具有重要意义。
    • 黄会敏
    • 摘要: 为了保卫蓝天,保护环境,近年来我国北方农村推行了声势浩大的"气代煤工程"。2020年冬季,部分农村已家家户户接通了天然气,安装了天然气灶和供暖设备,做饭、取暖都用上了天然气(如图1)。天然气的主要成分是甲烷,甲烷是一种可燃性气体,能够在空气中安静地燃烧,有明亮的蓝色火焰。甲烷燃烧生成二氧化碳和水,放出热量,人们就是利用这些热量来煮饭和取暖的。
    • 高明洋; 龚忠苗; 翁雪霏; 尚炜翔; 柴玉超; 戴卫理; 武光军; 关乃佳; 李兰冬
    • 摘要: 甲烷是一种重要的温室气体,其开发利用过程中不完全燃烧所残留的气体排放到大气中会造成严重的环境问题,因此提高甲烷燃烧效率显得尤为重要.与传统燃烧方式相比,催化燃烧在低温区表现出高的燃烧效率,成为甲烷燃烧理想的选择.在实际应用时,甲烷燃烧催化剂应在低温区具备高的催化活性,同时在过量水蒸气存在下具备好的稳定性.负载型Pd基催化剂是当前研究最多的甲烷燃烧催化剂,Pd粒子尺寸、载体类型、酸性位点以及金属与载体的相互作用是影响甲烷燃烧活性与稳定性的关键因素.本文设计了原位水热合成路线将孤立的Pd离子稳定封装于MFI分子筛孔道内(Pd@MFI),以期获得高活性、高稳定性的甲烷燃烧催化剂,并揭示其反应机理与构效关系.通过X射线粉末衍射、高分辨透射电子显微镜以及球差校正扫描透射电子显微镜分析了Pd@MFI催化剂的基本结构,并直接观测了Pd物种在分子筛晶体中的分布;进而利用氨气程序升温脱附、固体核磁共振、氢气程序升温还原、X射线光电子能谱(XPS)和CO吸附红外光谱等表征技术研究了催化剂的酸性以及Pd在分子筛中的存在状态.表征结果证实,通过原位水热合成方法可将Pd物种以pd2+和Pd(OH)+的形式封装在MFI分子筛孔道内,孤立的Pd离子与分子筛骨架之间存在着强相互作用,有效稳定Pd离子并实现贵金属Pd的最大化利用.在甲烷燃烧反应中,Pd@H-ZSM-5在高空速下表现出较好的催化活性与较低的表观活化能(70.7 kJ/mol).热稳定性及耐水性测试结果表明,Pd@H-ZSM-5在400°C下连续反应100 h后甲烷燃烧活性无明显下降,且反应后Pd物种在分子筛孔道内仍保持高度分散,说明该催化剂在甲烷燃烧过程中具备优异的稳定性和抗烧结性能.通过反应动力学、程序升温脱附以及原位红外光谱等技术手段研究了甲烷催化氧化机理,结果表明,BrΦnsted酸性位点的存在有利于甲烷吸附并促进其在相邻Pd位点上活化,在MFI分子筛限域空间内形成Pd位点和BrΦnsted酸性位点的有效协同.原位近常压XPS分析结果表明,Pd@H-ZSM-5催化的甲烷燃烧过程中存在着pd2+-pdn+-pd2+的可逆氧化还原循环.综合分析上述结果,最终可阐明Pd@H-ZSM-5模型催化剂上甲烷燃烧的反应机理.
    • 董春燕; 周燕; 塔娜; 刘雯璐; 李名润; 申文杰
    • 摘要: 氧化铈由于在氧化和还原气氛下具有快速Ce4+/Ce3+氧化还原循环作用,使其具有优异的储放氧能力,不仅可以分散和稳定金属粒子,还可在界面处与金属物种发生化学键合,并形成活性位点,因此已被广泛应用于多个催化反应体系,且表现出显著的形貌效应.通过对氧化铈形貌进行调控,使其暴露特定(111)、(110)和(100)晶面,已成为调节金属-氧化铈相互作用强度及金属物种电子、几何结构,提高催化性能的有效策略,但对其机制及活性位结构还没有清晰的认识.我们以氧化铈纳米粒子和纳米立方体为载体,其中氧化铈立方体平均尺寸为23 nm,主要暴露6个{100}晶面,边缘和截角暴露少量{110}及{111}晶面;球形氧化铈纳米粒子平均尺寸为11 nm,主要暴露{111}晶面;并进一步将2.0 wt%Pd物种分散在氧化铈立方体和球形纳米粒子上,通过扫描透射电子显微镜(STEM)和X射线光电子能谱(XPS)等研究了钯物种在氧化铈球形粒子和立方体上的原子结构和化学环境,进而分析了纳米结构氧化铈形貌对钯物种分散的影响.在球形氧化铈纳米粒子上主要形成了平均尺寸为2.0 nm的非晶态Pd纳米粒子以及极小的Pd物种,这主要是因为球形氧化铈纳米粒子上丰富的表面氧空位可通过Pd-CeO2强相互作用和Pd物种紧密键合.氧化铈立方体上的晶态Pd粒子尺寸为2.9 nm,金属与载体之间具有明显的界面,且Pd原子嵌入到氧化铈晶格中.同时,CO化学吸附测试也证明了氧化铈球形粒子上的钯分散度(70%)高于氧化铈立方体(52%).对于甲烷燃烧反应,主要涉及发生在金属粒子表面的PdO/Pd氧化还原循环,即Pd被O2氧化,PdO被CH4还原,富氧条件下决速步骤是PdO对CH4中C?H的活化,因此氧化铈立方体表面大尺寸的晶态Pd粒子被氧化后更容易被CH4还原,有利于PdO/Pd氧化还原循环,从而具有更高的活性和稳定性;然而在CO氧化反应中Pd/CeO2却呈现了相反的形貌效应,这是由于该反应遵循Mars-van Krevelen机理:CO吸附在金属Pd上,化学吸附的CO移动到钯-氧化铈界面,被氧化铈晶格氧氧化成CO2,产生的氧空位被表面氧补充,最后表面氧空位被气相氧补充;由于氧化铈球形粒子上的较小尺寸Pd具有更大的钯-氧化铈界面周长和更强的氧物种移动性,更易完成界面处的氧化还原循环,因此具有更高的CO氧化活性.
    • 李红; 冯丰; 杜君臣; 郭淼鑫; 张爱敏
    • 摘要: Pd/Al2O3催化剂因其优异的甲烷燃烧催化活性而被广泛应用于消除和控制燃气发动机污染物的排放.通过综述近20年来Pd/Al2O3甲烷燃烧催化剂的研究进展,系统地讨案柚活性组分、助剂以及制备方法等因素对Pd/Al2O3催化剂的催化活性、热稳定性、耐水及耐栁中毒能枵的影响,并提出枬用新型制备技术制备掺杂非金属助剂的双贵金属或多贵金属活性组分的Pd/Al2O3催化剂是未来低成本高性能甲烷燃烧催化剂的开发方向.
    • 胡文德; 邵正将; 曹宵鸣; 胡培君
    • 摘要: 近年来,单原子催化剂已经被广泛应用于化学反应过程中,但有关单原子催化与传统多相催化在催化动力学上的差异尚缺少深入研究.作为天然气的主要成分,甲烷(CH4)也是一种有害的温室气体.CH4催化燃烧可以有效降低天然气汽车尾气中CH4排放,减小温室效应.除了传统的贵金属催化剂,Co3O4等钴基尖晶石氧化物也在CH4催化燃烧上展现出良好性能.最近,基于第一性原理计算的理论研究结果表明,Co3O4(110)表面多位点的协同作用能够提升CH4完全燃烧的催化活性.然而,相关结论是基于密度泛函理论计算所获得的能量图景上取得的半定量结果.定量确定多活性位点之间的协同作用,以及多位点与单位点催化在催化动力学上的影响仍然相当困难.本文通过在位库伦矫正的密度泛函理论计算从自由能量图景上模拟了限阈在Co3O4(110)表面孤立的单活性位点上的CH4催化燃烧反应机制,并与通过多活性位点机制发生的催化循环进行了全面对比.基于PBE+U计算获得的能量信息并结合统计力学,我们采用动力学蒙特卡洛方法定量地模拟比对了遵循单位点机制和多位点机制时Co3O4(110)表面CH4催化燃烧过程的动力学.通过动力学蒙特卡洛模拟定量比对在多活性位点或限域的单活性位点上的Co3O4(110)表面CH4催化燃烧转化频率,我们发现CH4在多位点上协同催化燃烧的速率比类均相单位点催化燃烧过程高出3个数量级以上.这表明多活性位点的协同作用可以显著提高催化活性.通过进一步的控速步骤敏感度分析可知,当反应限于单位点时,CH4活化后产生的H将占据表面二配位晶格O,使得CH3中间体只能与相对惰性的三配位晶格O发生C–O耦合反应,该步骤极大地限制了整体催化反应活性.而在多个位点的协助下,二配位晶格O上H迅速迁移,使得CH3可迅速与活性的二配位晶格O发生耦合反应,从而增强CH4的催化氧化活性.多位点不仅可以促进表面物种迁移,还可以为表面中间体提供更多位点空间,提升其达到能量更稳定结构的可能性.这种中间体稳定化作用也促使CH4氧化反应朝着完全氧化成CO2的方向进行,而不是选择性氧化成HCHO.因此,通过单位点和多位点CH4催化燃烧的动力学定量化比对,我们可以发现,多活性位点的协同合作不仅可以避免活性位点的快速钝化,而且可以形成更稳定的中间体促进CH4的深度氧化.这也表明可以通过对催化剂表面活性位点空间限域程度的调控实现CH4氧化选择性的调控.本文工作提供了甲烷催化氧化机理的定量化分析和理解,为进一步改善CH4催化氧化活性和选择性提供了重要的理论基础.
    • 颜鲁敏
    • 摘要: 教学片段阅读图片,学情点燃。当学生看见西气东输的图片时,立刻呈现关注状态,从图片可以清晰看到天然气的运输路线,学生对长沙市天然气来源一目了然,同时也点燃了学生的学习热情。甲烷这种既亲民又便民的物质是什么时候被人们发现的呢?学生从教师给出的科学史阅读材料中得到解答。实验再现,思在其中。甲烷燃烧为常见现象,但和教师一起做甲烷燃烧实验时,学生仍然特别期待。
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