天然气催化装置及以天然气为动力源的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种天然气催化装置及以天然气为动力源的装置。该天然气催化装置设置有催化剂镀层，催化剂镀层包括贵金属镀层和稀土镀层，贵金属镀层包括催化剂和储氢材料；稀土镀层中包括稀土元素；其中当向天然气催化装置中通入天然气时，贵金属镀层和稀土镀层均能够与天然气进行接触，以使天然气在贵金属镀层和稀土镀层的共同作用下进行催化聚合反应。储氢材料具有热电效应，其表面容易吸附天然气，从而在催化元素和稀土元素的共同催化作用下，能够使天然气中的甲烷和乙烷等组分中的部分或全部进行催化聚合，形成乙烷、丙烷等高热值燃料，进而有利于提高天然气燃烧过程中产生的热值。

【技术实现步骤摘要】
天然气催化装置及以天然气为动力源的装置
本专利技术涉及催化领域，具体而言，涉及一种天然气催化装置及以天然气为动力源的装置。
技术介绍
随着能源消耗的逐年增加，二氧化碳的排放量也持续增加，在目前的二氧化碳排放中，25％来自于汽车。至2030年，排放量将由2005年的281亿吨增加至423亿吨。在我国，汽车排放的污染已经成为城市大气污染的重要因素，我国的二氧化碳前已居全球第二，二氧化碳的减排压力将越来越大。由于我国的石油资源短缺，目前石油进口量以每年两位数字的百分比增长，到2010年进口依赖度已超50％。同时我国已经步入汽车生产和消费大国，节能、环保、节约资源是汽车产业未来面临的长期任务。因此，研发汽车环保，减排，节能产品是实现我国能源安全，环境保护以及中国汽车工业实现跨越式可持续发展的需求，必将成为今后中国汽车工业和能源产业发展的重点。天然气汽车以天然气为燃料提供动力的汽车，具有污染小、燃烧稳定等优点。我国已有多个城市采用天然气(LNG)作为公共汽车、出租车等运输车辆的主要能源。然而现有的问题是天然气燃烧过程中产生的热值较低，从而导致以天然气作为动力源时，车辆会产生动力不足的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种天然气催化装置及以天然气为动力源的装置，以解决现有天然气燃烧过程中存在热值低的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种天然气催化装置，天然气催化装置设置有催化剂镀层，催化剂镀层包括贵金属镀层和稀土镀层，贵金属镀层包括催化剂和储氢材料；稀土镀层中包括稀土元素；其中当向天然气催化装置中通入天然气时，贵金属镀层和稀土镀层均能够与天然气进行接触，以使天然气在贵金属镀层和稀土镀层的共同作用下进行催化聚合反应。进一步地，催化剂包括元素钯和/或元素铂，储氢材料包括金属钛和/或金属镍。进一步地，稀土镀层中的稀土元素包括La、Ce和Y组成的组中的一种或多种；优选地，稀土镀层中的稀土元素为La、Ce和Y，且三者的摩尔数之比为1～10：1～10：1～10。进一步地，贵金属镀层通过将含有贵金属元素的原料液在pH为3.0～4.5下进行电解制得，其中，按重量份计，含有贵金属元素的原料液包括50～80份的NiSO4·6H2O、40～60份的TiOSO4，40～60份的Pd(HN3)2Cl2、10～20份的Pt(HN3)2(NO2)2、40～60份的H3BO3、40～60份的Na3C6H3O7·2H2O、10～40mg/L份的助剂；优选地，助剂选自表面活性剂、阻化剂和缓冲剂组成的组中的一种或多种。进一步地，天然气催化装置包括壳体和催化部件。壳体设置有气体入口和气体出口，稀土镀层设置在壳体的内表面；催化部件设置在壳体的内部，贵金属镀层设置在催化部件的表面。进一步地，贵金属镀层的厚度为20～40μm，稀土镀层的厚度为40～75μm。进一步地，壳体为管状。进一步地，催化部件包括至少两个分隔部，各分隔部均沿壳体的轴向延伸，用以沿壳体的周向或径向将壳体的内部分隔为至少两个腔体。进一步地，分隔部为隔板，各隔板交叉设置，且各隔板之间的相交线与壳体的轴线平行。进一步地，沿壳体的径向方向，隔板的表面为弧面。本申请另一方面还提供了一种以天然气为动力源的装置，装置包括上述天然气催化装置。进一步地，上述以天然气为动力源的装置为汽车。应用本专利技术的技术方案，储氢材料具有热电效应，其表面容易吸附天然气，从而在催化元素和稀土元素的共同催化作用下，能够使天然气中的甲烷和乙烷等组分中的部分或全部进行催化聚合，形成乙烷、丙烷等高热值燃料，进而有利于提高天然气燃烧过程中产生的热值。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的一种典型的实施方式提供的天然气催化装置的俯视图；图2示出了根据本专利技术的一种优选的实施方式提供的天然气催化装置的俯视图；及图3示出了示出了根据本专利技术的一种优选的实施方式提供的天然气催化装置中的催化部件的侧视图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、壳体；20、催化部件；21、第一分隔部；22、第二分隔部；23、第三分隔部。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。正如
技术介绍
所描述的，现有天然气燃烧过程中存在热值低的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种天然气催化装置，天然气催化装置设置有催化剂镀层，催化剂镀层包括：贵金属镀层和稀土镀层，贵金属镀层包括催化剂和储氢材料；稀土镀层包括稀土元素，其中当向上述天然气催化装置中通入天然气时，贵金属镀层和稀土镀层均能够与天然气进行接触，以使天然气在贵金属镀层和稀土镀层的共同作用下进行催化聚合反应。储氢材料具有热电效应，其表面容易吸附天然气，从而在催化元素和稀土元素的共同催化作用下，能够使天然气中的甲烷和乙烷等组分中的部分或全部进行催化聚合，形成乙烷、丙烷等高热值燃料，进而有利于提高天然气燃烧过程中产生的热值。采用上述天然气催化装置有利于提高天然气燃烧过程中产生的热值。在一种优选的实施方式中，上述催化剂包括但不限于元素钯和/或元素铂，上述储氢材料包括但不限于金属钛和/或金属镍。将催化剂和储氢材料限定在上述范围内有利于进一步提高天然气催化装置的催化效率，进而有利于提高上述催化聚合反应的聚合率。更优选地，上述述催化元素为元素钯和元素铂，储氢元素为钛镍合金。上述催化剂镀层中采用的稀土元素可以选用本领域常用的稀土元素。在一种优选的实施方式中，稀土镀层中的稀土元素包括但不限于La、Ce和Y组成的组中的一种或多种。稀土镀层中的稀土元素包括但不限于上述几种，而上述几种稀土元素的价格相对较低，因而将其限定在上述范围内有利于降低催化剂镀层的制备成本。优选地，稀土镀层中的稀土元素为La、Ce和Y，且三者的摩尔数之比为1～10：1～10：1～10。将La、Ce和Y按特定的比例制备稀土镀层时，有利于提高其与贵金属镀层共同催化效果，进而有利于提高燃烧过程中天然气的产热值。本申请提供的天然气的催化装置的具体结构不做具体限定，只要含有上述贵金属催化剂镀层，同时能够起到对天然气中组分的催化作用，即可实现提高燃烧过程天然气的产热值。在一种优选的实施方式中，如图1和2所示，天然气催化装置包括：壳体10和催化部件20，壳体10设置有气体入口和气体出口，稀土镀层设置在壳体10的内表面；催化部件20，催化部件20设置在壳体10的内部，贵金属镀层设置在催化部件20的表面。采用具有上述结构的天然气催化装置处理天然气时，天然气从气体入口进入，然后在壳体10内，天然气中的部分或全部被吸附在贵金属催化剂镀层上。在贵金属催化剂镀层和稀土镀层的催化作用下，天然气中组分发生催化聚合反应，形成具有高热值的组分。因而相比于天然气，催化聚合后形成的组分在燃烧过程中能够产生更多的热量。需要说明的是，上述天然气催化装置中，贵金属镀层和所述稀土镀层的位置可以进行调整，只要满足贵金属镀层和稀土镀层均能够与天然气进行接触即可。在一种可选的方式中，将贵金属催化剂镀层设置在壳体10上，而稀土镀层设置在催化部件20上。在另一种可选的方式中，在壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气催化装置，其特征在于，所述天然气催化装置设置有催化剂镀层，所述催化剂镀层包括：贵金属镀层，所述贵金属镀层包括催化剂和储氢材料；稀土镀层，所述稀土镀层中包括稀土元素；其中当向所述天然气催化装置中通入天然气时，所述贵金属镀层和所述稀土镀层均能够与所述天然气进行接触，以使所述天然气在所述贵金属镀层和所述稀土镀层的共同作用下进行催化聚合反应。

【技术特征摘要】
1.一种天然气催化装置，其特征在于，所述天然气催化装置设置有催化剂镀层，所述催化剂镀层包括：贵金属镀层，所述贵金属镀层包括催化剂和储氢材料；稀土镀层，所述稀土镀层中包括稀土元素；其中当向所述天然气催化装置中通入天然气时，所述贵金属镀层和所述稀土镀层均能够与所述天然气进行接触，以使所述天然气在所述贵金属镀层和所述稀土镀层的共同作用下进行催化聚合反应。2.根据权利要求1所述的天然气催化装置，其特征在于，所述催化剂包括元素钯和/或元素铂，所述储氢材料包括金属钛和/或金属镍。3.根据权利要求1或2所述的天然气催化装置，其特征在于，所述稀土镀层中的所述稀土元素包括La、Ce和Y组成的组中的一种或多种；优选地，所述稀土镀层中的所述稀土元素为La、Ce和Y，且三者的摩尔数之比为1～10：1～10：1～10。4.根据权利要求2所述的天然气催化装置，其特征在于，所述贵金属镀层通过将含有贵金属元素的原料液在pH为3.0～4.5下进行电解制得，其中，按重量份计，所述含有贵金属元素的原料液包括50～80份的NiSO4·6H2O、40～60份的TiOSO4，40～60份的Pd(HN3)2Cl2、10～20份的Pt(HN3)2(NO2)2、40～60份的H3BO3、40～60份的Na3C6H3O7·2H2O、10～40mg/L份的助剂；优选地，所述助剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪浩鹏，
申请(专利权)人：沈阳腾力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21