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布朗气（氢氧气）的催化燃烧及其在危险废物焚烧上的应用
布朗气(氢氧气)的催化燃烧及其在危险废物焚烧上的应用
梁宝明，王耀军
(中国兵器科学研究院宁波分院，浙江 宁波 315103)
摘要:本文介绍一种经专用设备电解水产生的布朗气体(氢氧混合气)，并对其催化燃烧作
用进行分析。将一定量的布朗气加入到燃油燃烧器，应用于危险废物焚烧助燃，具有突出的
减排效果:1、空气过量系数α<1.05;2、烟气中CO排放降低18.0,;3、火焰温度提高、
高温区面积增大，温度型NOx排放提高17.2%。布朗气催化燃烧技术可广泛用于各种危险废
英语chant物焚烧炉。
Catalytic Combustion of Brown Gas and It’s Application in Waste Incineration
aswellas
Liang Baoming， Wang Yaojun
(Ningbo Branch of China Academy of Ordance Science, Ningbo 315103, China)
Abstract:This paper prents a specialized brown gas made by water electrolysis,
and analyze the catalytic combustion of the gas. By inputting a certain amount of
生病英语
brown gas into oil burner and applying it to waste incineration, some distinguish
features reached:1,minimal air excessive coefficient reached:α<1.05. 2,emission
of CO reduced 18.0,. 3,flame temperature improved, and high temperature area incread. Brown gas catalytic combustion technology can be widely ud for various
kind of waste incinerators.
1前言
布朗气由澳大利亚科学家Yull Brown于1978年开发并定义为“一种利用特
定方式水电解产生的氢氧混合气体”。它与普通的氢氧混合气具有本质区别，首
先布朗气通过电解水获得，即产即用，混合气体具有较高的能级和活性(时效性);
另一方面布朗气体本身含有一定数量的水和离子态氢氧。
布朗气技术原替代乙炔，用于金属的焊(熔焊)割(熔割)、首饰加工、亚
heart是什么意思克力加工等，具有清洁无污染，火焰集中工效高的特点。随着国际能源关系的紧
【1】【2】张，韩国的KIM SANG NAM、E&E等先后开展布朗气的催化燃烧研究，取得了
一定的效果。中国兵器科学研究院作为国内最早开展布朗气应用开发的研究机
构，深入分析了布朗气的催化燃烧作用，结合布朗气燃烧、布朗气复合燃料燃烧、
布朗气固体废物催化燃烧三种技术，在医疗垃圾焚烧应用上取得了一定的效果。
2布朗气的催化燃烧
2.1布朗气催化燃烧机理
氢气燃烧属于典型的链锁反应过程，当形成一个分子的水时，就得到两个新的中间活性物H、OH。
O HO+H+OH ，2H222
特别的英文同样一氧化碳的氧化反应(燃烧)是“复杂链锁反应”:
O+CO CO 2
H+O OH+CO CO+H 22
一氧化碳与空气混合物的燃烧速度很小，在有含氢物质存在时，燃烧速度就会显著提高。当把除掉水分和氢的“干燥”一氧化碳和氧接触，则在700?以下是不会起反应的。一氧化碳的氧化链锁反应成立的条件是必须有H?和OH?等原子(团)组成的活化中心参与反应，由于OH+CO CO+H反应不断产生新的H，2
一旦反应启动，就会循环下去，即使停止送入布朗气，反应还会维持，氢“参加了反应但最终回到原态”。H及其燃烧产物HO对爆燃和火焰的辐射也有很强烈22
的影响。
由于氢对燃烧中间产物氧化反应的链锁推进，提高了CO、烃类等的氧化反应速度，可以在保持燃烧性能的前提下，大幅度降低空气过量系数，从而减少排烟热损失，提高燃烧系统的热效率。
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2.2二恶英抑制机理
埃菲尔铁塔英文简介布朗气催化燃烧具有二恶英抑制作用。
(1)垃圾中常见的有机物不完全燃烧产生五氯酚，在炉膛尾部形成二恶英【3】，引入布朗气使碳黑和烟气排放同步降低，减少了五氯酚生成带来的二恶英排放和碳黑颗粒吸附的二恶英。
(2)由电解水产生的布朗气带有一定的碱性水溶液，碱的氧化性气氛已有前人验证对二恶英有抑制作用。
(3)二恶英的加氢热解效果优于化学热解，在350?加热1小时有99,的
【4,5】脱氯效果。固相二恶英的浓度是生成反应、解析反应和分解反应共同作用的结果，而加氢环境使得垃圾焚烧过程中二恶英的解析反应和分解反应占主导，具抑制二恶英生成效果。二恶英的光解实验也得出同样的结论，即溶剂越容易提供
【6】氢，二恶英在其中的光解速度越快。
【7】【8】(4)国外Vogg等、Ross等实验表明，氧浓度小于2,时二恶英生成很少。布朗气催化燃烧技术的α取到极小值1.01，烟气中氧含量0.2,0.3,。 2.3布朗气复合燃料燃烧器
燃烧器系统分为电源系统、检测控制系统及人机界面、传感检测系统、电解系统、催化及燃烧系统五部分。
在上海工业锅炉研究所(机械工业工业锅炉及环保产品质量监督检测中心，下称检测中心)的性能测试，采用Olympia LT-61W燃烧器作比对，用于分析比较MT-60H布朗燃烧器的性能指标。实验平台采用检测中心的1.56MW实验台。 测量项目 采用仪器 精度厂家 仪器编号 燃烧器测试 1.56MW试验台 / 上海工业锅炉
平台 研究所
进油流量 椭圆齿轮流量计 0.5级 上海光华仪表 厂 S-03 烟气成份分析 德图350烟气分析仪 1 级 / F-200 炉膛温度 WBR-130 0.5级上海自仪三厂 S-07
表 1 测试用主要仪器 look e
除由温度的升高，温度型NO排放有所上升外，其余各项指标都有不同程度x
的改善，其中空气过量系数的改善效果显著。
项 燃油体 输出 空气过 炉膛 CO NO烟气Ox 2 目 分 组 积流量 功率 量系数α 温度T 含量含量 含量 1 LT -61W 52.70 527.78 1.18 720.5 128 1363.3
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