基于过渡金属氧化物载氧体的煤矿通风瓦斯处理性能

吴举茂¹，苏庆泉^1,2，武永健¹，杨海洋¹

1. 北京科技大学能源与环境工程学院2. 北京科技大学节能与环保北京高校工程研究中心

摘 要：采用反应管对基于过渡金属氧化物载氧体的煤矿通风瓦斯（VAM）处理性能展开了研究.结果表明,经活化后的三种载氧体均能将CH₄完全转化为CO₂,其活性顺序为CuO60/γ-Al₂O₃>Ni O60/γ-Al₂O₃>Fe2O360/γ-Al₂O₃;基于CuO60/γ-Al₂O₃的CH₄转化率随空速的增加而减小,随CuO负载量和床层温度的升高而增大;煤矿通风瓦斯中的CH₄浓度越低,CH₄转化率达到90%所需的床层温度就越低;对活性物质低分散高负载的CuO60/γ-Al₂O₃和活性物质高分散低负载的CuO5.5/γ-Al₂O₃两种CuO/γ-Al₂O₃系载氧体进行了比较,发现两种载氧体的CH₄转化机理均包含有化学链燃烧和催化燃烧两种机理,基于催化燃烧机理的CH₄转化率在一定温度下存在极大值,当床层温度高于该极大值温度时,化学链燃烧对CH₄转化率的贡献明显大于催化燃烧对CH₄转化率的贡献;相同条件下,CuO5.5/γ-Al₂O₃的初期活性优于Cu60/γ-Al₂O₃,但CuO60/γ-Al₂O₃的活性稳定性优于CuO5.5/γ-Al₂O₃.

关键词：通风瓦斯;甲烷转化率;载氧体;化学链燃烧;催化燃烧;