[發(fā)明專利]一種用于飛機油箱綠色惰化系統(tǒng)的催化劑及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111111750B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設計）人: 潘俊;朱虹宇;陳昂
• 申請（專利權）人: 中國航空工業(yè)集團公司金城南京機電液壓工程研究中心
• 主分類號: B01J29/46
• 分類號: B01J29/46;B01J29/48;B01J29/44;B01J37/02;B64D37/34
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 白瑤君

本發(fā)明屬于飛機安全工程技術領域，涉及一種用于飛機油箱綠色惰化系統(tǒng)的催化劑及其制備方法。該催化劑是以ZSM?5分子篩為載體，以貴金屬、過渡金屬、稀土為負載的復合催化劑。本發(fā)明解決不能滿足飛機油箱綠色惰化系統(tǒng)的技術需求的問題。

技術領域

本發(fā)明屬于飛機安全工程技術領域，涉及一種用于飛機油箱綠色惰化系統(tǒng)的催化劑及其制備方法。

發(fā)明背景

燃油箱發(fā)生火災或爆炸是航空安全的主要威脅之一。在飛行中，油箱中燃油蒸汽與一定量的空氣混合，當遇到雷電、靜電火花、摩擦火花等特殊風險或失效狀態(tài)時，就有可能發(fā)生爆炸，造成嚴重后果。美國聯(lián)邦航空局(FAA)先后頒布了許多條例，制定了大量的規(guī)章要求消除或顯著減小燃油箱的可燃性，研究惰化可燃性蒸汽的方法。飛機燃油箱防爆技術可分為被動抑爆和主動防爆兩大類。被動抑爆，是指火災發(fā)生后，依靠油箱內特殊的填充材料來抑制燃燒和火焰的傳播，降低火災發(fā)生所造成的影響。常用的油箱填充材料有網(wǎng)狀泡沫和網(wǎng)狀金屬絲。網(wǎng)狀泡沫能夠能抑制燃油箱內火焰的擴散，防止油箱內氣體壓力超過承載限度而造成油箱的毀壞。但是材料本身滯留率高且缺乏水解穩(wěn)定性，長時間使用會產(chǎn)生過濾器堵塞和燃油被污染等問題。網(wǎng)狀金屬絲填充材料具有很好的導熱性能，可以將局部產(chǎn)生的熱量更為迅速地傳導出去，達到降溫效果，從而抑制油箱爆炸，但是容易發(fā)生電解反應堵塞油泵。主動防爆，即油箱惰化技術，通過控制并保持油箱上部空間的氧濃度而達到防火、防爆的目的。目前常用的惰化技術包括機載中空纖維膜式惰化技術和耗氧型惰化技術。中空纖維膜通過膜分離裝置，將引自發(fā)動機的空氣分為富氮氣體和富氧氣體，然后將富氮氣體充入油箱，降低油箱空間氧濃度，從而達到較好的防爆性能，但也有一定的局限性，例如裝置較為復雜；額外功耗大；排放的燃油蒸汽污染環(huán)境等。相比之下，耗氧型惰化技術具有結構簡單，綠色高效的優(yōu)點。美國Phyre公司使用先進的閉路催化惰化設計，即將汽油蒸汽轉化為惰性氣體，并循環(huán)于閉路的油箱體系中，過程中無污染氣體產(chǎn)生，因而被稱作綠色機載惰性氣體發(fā)生系統(tǒng)。為了保證油箱安全，需要在較低溫度條件下實現(xiàn)燃油氣體的惰化，催化劑的設計和制備是實現(xiàn)這一目標的關鍵。但是，目前現(xiàn)有的技術存在種種技術缺陷，如起燃溫度高、催化劑抗硫和抗積碳等穩(wěn)定性能差等，尚不能滿足飛機油箱綠色惰化系統(tǒng)的技術需求。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的：提供一種用于飛機油箱綠色惰化系統(tǒng)的催化劑及其制備方法，解決不能滿足飛機油箱綠色惰化系統(tǒng)的技術需求的問題。

第一方面，提供一種用于飛機油箱綠色惰化系統(tǒng)的催化劑，催化劑是以ZSM-5分子篩為載體，以貴金屬、過渡金屬、稀土為負載的復合催化劑，

所述貴金屬為Pt、Pd、Ru、Rh金屬或氧化物之一或幾種，以催化劑重量為基準，所述貴金屬負載量為0.1-5重量％；

所述過渡金屬為Ti、Co、Mn、Zr、Ce、Sn氧化物之一或幾種，以催化劑重量為基準，所述過渡金屬負載量為0.1-5重量％。

所述貴金屬為Pt、Pd、Ru、Rh金屬或氧化物之一或幾種，以所述催化劑重量為基準，所述貴金屬負載量為0.5-3重量％。

所述過渡金屬為Ti、Co、Mn、Zr、Ce、Sn氧化物之一或幾種，以所述催化劑重量為基準，所述過渡金屬負載量為0.5-3重量％。

第二方面，提供一種用于飛機油箱綠色惰化系統(tǒng)的催化劑制備方法，包括：

采用ZSM-5分子篩作為催化劑載體，以競爭吸附浸漬方法負載貴金屬、過渡金屬、稀土前軀體水溶液或醇溶液，經(jīng)過干燥、焙燒、還原、再焙燒，得到ZSM-5負載的貴金屬、過渡金屬、稀土復合催化劑作為用于飛機油箱綠色惰化系統(tǒng)的催化劑。

制備過程中采用競爭吸附浸漬方法，競爭吸附劑是草酸、檸檬酸、酒石酸中至少一種。