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jewie

铁虫 (初入文坛)

[交流] 甲烷催化氧化时的起燃问题?

请问:我看一篇文章说甲烷在Pd-Al2O3催化剂上进行催化氧化时,从230℃起就开始燃烧,请问这个起燃温度是不是与甲烷在混合气中的浓度有关呢,一般说的甲烷的起燃温度是在什么浓度下的?起燃温度还与什么有关呢?谢谢!!!
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methane

至尊木虫 (正式写手)

堕落一哥


linweiguo0(金币+1):谢谢应助
和浓度估计问题不是很大,主要是催化剂的选择
其实我小时候的梦想并不是要当什么科学家,我只是幻想自己是地主家的少爷,家有良田千顷,终日不学无术,没事领着一群狗奴才上街去调戏一下良家少女……
2楼2007-05-17 14:42:42
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btqiao

木虫 (正式写手)

★ ★ ★
linweiguo0(金币+3):谢谢参与
一般说来起燃温度跟浓度关系不大,当然浓度相差较大的时候肯定也会有影响,至于是什么样的影响我也说不清楚,而全转化温度会受到浓度影响。一般情况下做研究用的甲烷浓度为1%左右。影响起燃温度最大的因素就是催化剂,不同的催化剂活性不同,起燃温度也不同。
3楼2007-05-17 14:57:10
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xuesongliu

木虫 (小有名气)

★ ★ ★
linweiguo0(金币+3):更具体一些了
一般甲烷燃烧实验的甲烷浓度好像不会太高,所以在较低的浓度范围内燃烧温度应该是样的.这样就主要取决于你的催化剂了,如果是贵金属催化剂(Pt、Pd),甲烷完全氧化温度一般在500度一下;如果是非贵金属催化剂,由于催化剂活性较低,一般要到600-700度才能完全氧化.
Tsinghua
4楼2007-05-17 15:53:11
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getiao

金虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★ ★ ★
rabbit7708(金币+6):多谢应助,辛苦了!:)
引用回帖:
Originally posted by jewie at 2007-5-17 13:36:
请问:我看一篇文章说甲烷在Pd-Al2O3催化剂上进行催化氧化时,从230℃起就开始燃烧,请问这个起燃温度是不是与甲烷在混合气中的浓度有关呢,一般说的甲烷的起燃温度是在什么浓度下的?起燃温度还与什么有关呢?谢 ...

甲烷起燃温度是指甲烷转换率达到10%时的温度,即T10。起燃温度跟催化剂活性有关,活性越高,起燃温度越低,具体多少度其实没有确切说法,每个人做出来的会有差别,即使是同样的催化剂,同样的制备过程得到的催化剂的甲烷起燃温度也不相同。
    至于甲烷起燃温度跟浓度的关系,我觉得是有关系的。一般文献报道的甲烷浓度为1%,而很少超过4%的(甲烷的爆炸极限为:5%——15%),即很多都是采取所谓的“贫预混催化燃烧”。如果甲烷浓度太低,即氧气浓度远远高于化学当量比,则氧气跟甲烷竞争吸附的结果使得氧气占据了过多的活性位,影响甲烷吸附并活化,从而影响起燃;而如果甲烷浓度过高,又影响氧的吸附,影响甲烷氧化。这是我看文献后的一点模糊看法,具体怎么影响或影响程度如何,有待下一步文献阅读时留意。
    至于多高的温度起燃比较好,其实也说不好,因为燃烧催化剂主要考虑两个问题:1,低温高活性(起燃温度低);2,高温稳定性(即耐热性能),所以要综合考虑。
5楼2007-05-17 21:42:46
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引用回帖:
Originally posted by getiao at 2007-5-17 09:42 PM:


    甲烷起燃温度是指甲烷转换率达到10%时的温度,即T10。起燃温度跟催化剂活性有关,活性越高,起燃温度越低,具体多少度其实没有确切说法,每个人做出来的会有差别,即使是同样的催化剂,同样的制备过程得到 ...

6楼2007-05-17 22:12:10
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wangjw601

木虫 (小有名气)

★ ★
rabbit7708(金币+2):多谢应助,辛苦了!:)
5楼说得相当好,我也做过一些甲烷催化燃烧的工作,甲烷浓度在1~2%之间。起燃温度(T10)和半转化温度(T50)是评价催化剂活性的两个重要指标。T10除了与催化剂活性、甲烷浓度有关外,与进气空速也有很大关系,空速越高,T10也越高。
7楼2007-05-18 09:16:53
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hanks2010

木虫 (著名写手)

wu


linweiguo0(金币+1):多谢应助,辛苦了!:)
引用回帖:
Originally posted by getiao at 2007-5-17 21:42:


    甲烷起燃温度是指甲烷转换率达到10%时的温度,即T10。起燃温度跟催化剂活性有关,活性越高,起燃温度越低,具体多少度其实没有确切说法,每个人做出来的会有差别,即使是同样的催化剂,同样的制备过程得到 ...

起燃温度是指转换率达到50%时的温度
8楼2007-05-18 14:32:34
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getiao

金虫 (正式写手)


rabbit7708(金币+1):多谢应助,辛苦了!:)
引用回帖:
Originally posted by hanks2010 at 2007-5-18 14:32:



起燃温度是指转换率达到50%时的温度

也有将T50作为起燃温度(light off temperature)的,但文献中绝大多数是以T10为起燃温度的。
9楼2007-05-18 18:04:39
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getiao

金虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★
rabbit7708(金币+4):多谢应助!:)
引用回帖:
Originally posted by getiao at 2007-5-17 21:42:


    甲烷起燃温度是指甲烷转换率达到10%时的温度,即T10。起燃温度跟催化剂活性有关,活性越高,起燃温度越低,具体多少度其实没有确切说法,每个人做出来的会有差别,即使是同样的催化剂,同样的制备过程得到 ...

关于甲烷浓度对催化剂活性的影响(即对起燃的影响),刚在一篇文献中看到有这方面的说法,文献采用的是Pd/Co3O4催化剂,原为表述如下:“A strong inhibiting effect of methane was observed, which is quite unusual. The
activity was maximum at the lowest methane concentration (1 vol.%) and decreased progressively with increasing methane concentrations up to 7 vol.%. No further variation was then observed when further increasing CH4 concentration.”
    我的翻译是:观察到甲烷强烈的抑制作用,这是很不寻常的。甲烷浓度最低(1vol.%)时活性最高,随着甲烷浓度增加到7vol.%,活性逐步降低。当继续提高甲烷浓度时没有观察到更进一步的变化。在90min的实验期间活性保持稳定。
    这是原始文献:
Z. Li, G.B. Hoflund, React. Kinet. Catal. Lett. 66 (1999)
367 , and references therein.
10楼2007-05-20 22:30:34
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