天然气催化燃烧与雾霾治理

雾霾威胁到人类的健康，如果不及时治理，将会有越来越多的人受到雾霾的侵害。催化燃烧技术的推广将有助于能耗企业减少排放，从源头上制止雾霾的产生。同时，催化燃烧技术的广泛使用，将带来全面的技术革新，从而带动产业升级。

在我国的能源结构中，传统化石能源占比很大，消费总量不断增长，但利用效率很低，排放带来的环境污染问题十分严重。但是，由于与之互补的优质能源和清洁能源供应不足，开发利用效率很低，现阶段尚不能满足经济发展的需要，因此，在未来的一段时间内，传统化石能源仍然是国内能源消耗的主要类型。

化石能源普通燃烧方式中的排放物二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳和未完全燃烧的碳氢化合物及石油和煤矿开采排放出的甲烷等气体，是造成环境污染主要成分。

随着我国环境问题的日益重视，迫切需要开发高效率、低排放的化石能源利用方式。天然气催化燃烧技术应运而生。将催化燃烧技术引入到雾霾治理中，可以为雾霾治理提供一种新思路，符合经济社会发展要求。

张世红（第三排）与学生在进行天然气催化燃烧设备的研究

1998-2001年，我在英国利兹大学，在瓦勒里·杜邦博士和艾伦·威廉教授的指导下，做天然气催化燃烧方面的课题——“在催化燃烧炉中甲烷的燃烧”。

回国后，在此理论的指导下，我们以催化燃烧机理和应用研究为课题，在北京建筑大学对近零污染物排放、催化剂中毒特性和贫天然气/空气混合比如何调节等问题进行了深入的工业产品和产业化研究。研发了几种天然气催化燃烧设备，其中天然气催化燃烧烤箱和天然气催化燃烧炉窑已形成成熟设备。

我们开发研制的催化燃烧冷凝锅炉，排出的烟气平均温度接近进水温度，热效率也相应随之提高，最高可达108%，天然气高温催化燃烧排放物氮氧化物、一氧化碳低于4ppm，达到近零污染物排放，燃烧效率达近100%。

天然气催化燃烧烤箱利用天然气催化燃烧炉作为热源来烘烤食品，与普通电烤箱相比，烤出食品的干净程度一样，对食品本身没有任何污染；另一方面，催化燃烧炉有害气体排放量接近为零，普通电烤箱虽然本身并无污染，但电能是二次能源，电的产生本身就带有污染物的排放。

催化燃烧烤箱投入成本低、节能，可以让食物均匀受热，加工出的食品味道鲜美，无污染，适用于食品加工工业。以制作烤鸭为例，天然气催化燃烧炉中的鸭子靠热辐射烤制，清洁、无烟。烤制过程中不易烤焦变黑，也不易沾染木碳燃烧的尘埃。工艺上操作相对简单，对操作人员掌握火候的技术要求不高。烤出的烤鸭外皮酥脆，口味鲜美，滑嫩多汁，肥而不腻。　

天然气催化燃烧炉窑烧制的唐三彩

利用天然气催化燃烧炉窑烧制的陶器表面光滑细致，可以作为装水的容器。这项研究成果对未来的景观设计、园林园艺工艺、艺术品制作和古建材料制作中具有重要的意义。

天然气催化燃烧高温热辐射烧制的唐三彩，造型为扁平的装酒用的坛子，花纹流畅，浑厚质朴，色泽、质地均可与传统工艺相媲美。　（作者为北京建筑大学教授）