近日,由榆林中科洁净能源创新研究院联合基金参与支持的新一代整体结构燃烧催化剂实现了规模化生产。该催化剂分别在山西1000Nm3/h通风瓦斯催化氧化工业侧线试验装置和贵州10000 Nm3/h含氧煤层气催化脱氧工业装置上实现稳定运行。在实际工况下,催化剂甲烷氧化起燃温度低于300oC;在400至420oC、气体空速10000h-1的条件下,甲烷或氧气转化率稳定在90%以上,已完成连续稳定运行1100小时。提高温度可实现甲烷或氧气完全转化,展现出优异的低温催化活性和抗中毒长时间稳定性。

催化燃烧技术是实现含一氧化碳(CO)、挥发性有机物(VOCs)及甲烷废气超低排放,以及瓦斯、天然气等燃料高效利用的重要技术途径。我所能源环境工程研究中心始终坚持基础研究与技术攻关并重,围绕催化剂表界面精准调控,构建了多尺度活性位点设计与调控方法,实现了活性位点电子结构、几何构型及金属—载体相互作用的协同优化,提升了催化剂的本征活性及耐水、耐硫稳定性。团队在CO协同净化(ACS Catal.,2024https://doi.org/10.1021/acscatal.3c04682)、VOCs催化氧化(J. Catal.,2022https://doi.org/10.1016/j.jcat.2021.11.014)及甲烷催化氧化(Chem. Eng. J.,2020https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.122969;Environ. Sci. Technol., 2025https://doi.org/10.1021/acs.est.5c03422;Appl. Catal. B: Environ., 2026https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2026.127008)等方向取得了一系列研究成果。基于上述研究成果开发的燃烧催化剂已应用于数十套CO和VOCs催化净化工业装置,实现了基础研究与工程应用的有效贯通。
该燃烧催化剂的工业示范验证了其在真实工况下的可靠性,展示了其在降低成本、节约战略资源和减少污染物排放等方面的价值。未来,该催化剂有望为甲烷及VOCs催化燃烧领域提供新的技术路线,推动低成本、高可靠性催化燃烧技术的规模化应用。(文/图宗绪鹏、刘金刚)