[发明专利]一种二甲醚催化燃烧的整体式催化剂及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 200910041799.8 申请日: 2009-08-11
公开(公告)号: CN101628241A 公开(公告)日: 2010-01-20
发明(设计)人: 余林;那秀辉;孙明;刁贵强 申请(专利权)人: 广东工业大学
主分类号: B01J29/04 分类号: B01J29/04;B01J37/02;B01J37/08;C10L1/12
代理公司: 广州粤高专利商标代理有限公司 代理人: 林丽明
地址: 510006广东省广州*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 甲醚 催化 燃烧 整体 催化剂 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

技术领域

本发明涉及用于清洁能源二甲醚催化燃烧的一种二甲醚催化燃烧的整体式催化剂及其 制备方法。

背景技术

二甲醚(DME)具有优良的燃烧性能,对大气臭氧层无损害,不含硫、氮,燃烧时不会 产生黑烟,不会产生SOx与NOx。从民用燃料角度来说,二甲醚具有与液化石油气(LPG)相 似的物性,可用作超净柴油以及LPG的代用品。从机车燃料角度分析:二甲醚十六烷值高, 动力性能好,具有天然气、甲醇、丙烷、丁烷、柴油等不可比拟的综合优势。二甲醚优良的 物理性能,加之多来源的生产及制造成本的下降,使之作为清洁燃料成为可能。

虽然DME燃料具有高效率和低污染的优点,但开放式燃烧中,二甲醚起燃温度较高,燃 烧不完全,发动机氮氧化物、微粒、非甲烷碳氢和醛类等有害物质的排放对环境造成污染。 因而,采用催化燃烧的方式,能够使二甲醚在催化剂作用下于较低温度下深度氧化,进而引 发快速的燃烧反应,从而实现完全燃烧,提高燃料的利用效率,实现环保和节能的目的,这 对其作为发电厂燃料、机车燃料及民用燃料尤为重要。

催化燃烧的优势在于能大幅度降低燃烧温度,实现清洁燃烧,提高燃料的利用效率。余 倩等在中国专利(申请号200710030831.3)采用OP-10、正辛醇、正庚烷和水组成的反相微 乳体系结合超临界干燥技术制备了六铝酸盐催化剂,如Ni1-xMnxBaAl11O19-δ、 LaMAl11O19-δ(M=Ni、Cu、Co、Mn、Fe)以及MnBaAl11O19-δ,用于二甲醚的催化燃烧。此外 并未发现采用有机粘合剂来制备整体式催化剂并用于二甲醚催化燃烧的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于二甲醚催化燃烧的整体式催化剂。还提供一种二甲醚催 化燃烧的整体式催化剂的制备方法及其在二甲醚催化燃烧中的应用。

本发明提供的一种二甲醚催化燃烧的整体式催化剂采用堇青石作为载体,以有机物为粘 合剂,以氧化锰分子筛为活性组分。

上述堇青石的孔密度为20孔/英寸2~400孔/英寸2

上述氧化锰分子筛具有隐钾锰矿结构。

上述氧粘合剂为聚乙烯醇,或者聚乙二醇,或者甲氧基聚乙二醇,或者聚环氧乙烯醚- 聚环氧丙烯醚-聚环氧乙烯醚。

本发明还提供所述二甲醚催化燃烧的整体式催化剂的制备方法,有如下步骤:

(1)按粘合剂与氧化锰分子筛的质量百分比为8%~60%,称取粘合剂和氧化锰分子筛, 加入适量的去离子水,高速搅拌1~8h,再加热搅拌3~15h,得到氧化锰分子筛浆液;

(2)将堇青石载体浸渍在上述氧化锰分子筛浆液中,浸渍1~60min中后取出,吹尽孔道 中的残液,在空气中阴干,然后在60~120℃条件下干燥4~24h,以1.5~4℃/min的速率 升温到350~800℃焙烧2~6h。

本发明还提供所述二甲醚催化燃烧的整体式催化剂应用于二甲醚的催化燃烧。

本发明的催化剂用于二甲醚的催化燃烧,在空气或者混合气与二甲醚的体积比为50的 条件下,在160~335℃内将二甲醚完全催化燃烧。

本发明的有益效果是:本发明提供了一种廉价高效清洁的二甲醚催化燃烧催化剂,能够 降低二甲醚的燃烧温度,减少污染物排放,提高能源的利用效率,尤其适应于高空速条件下 二甲醚的催化燃烧。

在本专利中,我们制备了氧化锰八面体分子筛(OMS-2)的整体式催化剂,并将之应用于 清洁能源二甲醚的催化燃烧反应,实现了低温高效的清洁燃烧,反应产物只有二氧化碳和水。

附图说明

图1是空白堇青石(a)与OMS-2/堇青石催化剂(b)的特征X-射线衍射图(XRD)。

图2是OMS-2/堇青石催化剂上二甲醚催化燃烧的转化率与温度关系图。

具体实施方式

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