二氧化碳在純氧條件下對於微管道的觸媒效應之影響

Translated title of the thesis: The Effect of Carbon Dioxide in Oxy-fuel Atmosphere on Catalyst Reaction in a Small-Scale Channel
  • 謝 秀峰

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究主要是利用實驗搭配模擬當二氧化碳在純氧條件下對於微管道的觸媒效應之影響。由於純氧燃燒當二氧化碳取代氮氣會因為二氧化碳比熱為氮氣1 66倍,此外從化學角度去觀看反應式CO2+H ->CO+OH,之反應為大量吸熱反應,導致火焰的不穩定性,以及純氧燃燒的氧氣來源需要另外耗能提供,而且微小化過程所造成面體比(surface-to-volume ratio)增加與混合停滯時間減少的問題,進而導致火焰冷熄現象的發生,主要包括熱能冷熄(thermal quenching)與自由基冷熄(radical quenching)。目前純氧燃燒的結果都顯示,在CO2迴流環境下氧氣比例通常需要提高到約30%才能穩定穩駐火焰,對於純氧燃燒的推動相當不利。 因此吾人採用微管道中披覆觸媒並搭配不同觸媒配置與空腔設計進而誘發氣相化學反應與壁面化學反應,得以增加燃料轉化率。實驗結果顯示,燃料為氫氣、當量比0 6且流體速度為10m/s時,分段式觸媒搭配空腔可以維持氣相反應於氧氣濃度為23%的純氧條件,因此觸媒與空腔及其搭配確實可以有效降低所需的穩駐火焰的氧氣比例。另外從模擬可看出CO的來源大都來自於氣相反應,而當CO接近觸媒壁面時很容易被觸媒吸附並反應成CO2增加熱釋率,因此觸媒有助於較低的氧氣比例下去穩駐火焰,而且尾氣CO2濃度的提升,也有助於CO2捕捉。
Date of Award2014 Aug 18
Original languageChinese
SupervisorYei-Chin Chao (Supervisor)

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