催化燃烧原理及催化剂

烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂外表具有吸附作用，使反响物分子富集于外表提高了反响速率，加快了反响的进展。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2H2O，同时放出大量热能，其反响过程为：催化燃烧的特点及经济性催化燃烧的特点起燃温度低，节约能源下，到达起燃温度后便无需外界供热。催化剂的主要性能指标100%，说明该催化剂的活性较高[9]。催化剂的活性分诱导活化、稳定、年轻失活3期，工业上有用催化剂的寿命一般在2年以上。使用期的长短与最正确活性构造的稳定性有关，而稳定性取决于耐热、抗毒的力气。对催化燃烧所用催化剂则要求具有较高的耐热和抗毒的性能。有机废气的催化燃烧一般不会在很严格的操作条件下进展，这是由于废气的浓度、流量、成分等往往不稳定，因此要求催化剂具有较宽的操作条件适应性。催化燃烧工艺的操作空速较大，气流对催化剂的冲击力较强，同时由于床层温度会升降，造成热胀催化剂种类目前催化剂的种类已相当多，按活性成分大体可分3类。贵金属催化剂Pt-Al2O3化剂就属于此类催化剂。但由于其资源稀有，价格昂贵，耐中毒性差，人们始终努力查找替代品或尽量削减其用量。过渡金属氢化物催化剂作为取代贵金属催化剂，承受氧化性较强的过渡金属氧化物，对甲烷等烃类和一氧化MnOx、CoOxCuOx130℃13000h-1对乙醛、丙酮、苯蒸气的去除也很有效果。复氧化物催化剂化物要高。主要有以下两大类：钙钛矿型复氧化物稀土与过渡金属氧化物在确定条件下可以形成具有自然钙钛矿型的复合氧化物，通式AB外表晶格氧供给高活性的氧化中心，从而实现深度氧化反响。常见的有几类如：BaCuO2、LaMnO3尖晶石型复氧化物AB2X4活性，如对CO的催化燃烧起燃点落在低温区〔约80℃〕，对烃类亦在低温区可实现完全260℃，实现低温催化燃烧，具有特别实际意义。3.3催化剂负载方式上；〔2〕沉积在颗粒状陶瓷材料上；〔3〕沉积在蜂窝构造的陶瓷材料上。金属载体催化剂一般是将金属制成丝网或带状，然后将活性组分沉积在其上。金属载体催化剂的优点是导热性能好、机械强度高，缺点是比外表积较小。陶瓷载体构造有颗粒是压降大以及因载体间相互摩擦，造成活性组分磨耗损失。蜂窝载体是比较抱负的载体型式，具有很高的比外表，压力降较片粒柱状低，机械强度大，耐磨、耐热冲击。催化剂失活与防治催化剂失活催化剂在使用过程中随着时间的延长，活性会渐渐下降，直至失活。催化剂失活主要大类。快速作用毒物主要有磷、砷等，慢速作用毒物有铅、锌等。通常状况下，催化剂失活是由于毒物与活性组分化合或熔成合金。对于快速作用毒物来说，即使只有微量，也能500℃以下时，慢性作用毒物使活性物质合金化的速度要慢得多。抑制催化反响。卤素和硫的化合物易与活性中心结合，但这种结合是比较松弛、可逆〔3〕沉积掩盖活性中心。不饱和化合物的存在导致碳沉积，此外陶瓷粉尘、铁氧化合物及其他颗粒性物堵塞活性中心，从而影响催化剂的吸附与解吸力气，致使催化剂活性下降。催化剂失活的防治当催化剂外表结碳时，通过吹入颖空气，提高燃烧温度，烧去外表结碳；将废气进展预处理，以除去毒物，防止催化剂中毒；改进催化剂的制备工艺，提高催化剂的耐热性和抗毒力气。燃烧动力学Mars-VanKrevelen，ki、koi—ii、Coi—分别碳氢化合物物种i及氧的浓度，01三、有机废气催化燃烧技术进展有机废气是石油化工、轻工、塑料、印刷、涂料等行业排放的常见污染物，有机废气中〔芳烃、烷烃、烯烃〕、含氧有机化合物〔醇、酮、有机酸等〕、含氮、硫、卤素及含磷有机化合物等。如对这些废气不加处理，直接排入大气将会对环境造成严重污染，危害人体安康。传统的有机废气净化方法包括吸附法、冷凝法和直接燃烧法等，这些方法常有易产生二次污染、能耗大、易受有机废气浓度和温度限制等缺点。而兴的催化燃烧技术已由试验阶段走向工程实践，并渐渐应用于石油化工、农药、印刷、涂料、电线加工等行业。适用范围广分，又没有回收价值的废气，承受吸附-催化燃烧法的处理效果更好。处理效率高，无二次污染用催化燃烧法处理有机废气的净化率一般都在95%CO2和H2O〕，因此无二次污染问题。此外，由于温度低，能NOX3.2催化燃烧的经济性收利用催化燃烧的反响热，节约能源，降低处理本钱，在经济上是合理可行的。依据废气预热方式及富集方式，催化燃烧工艺流程可分为3种。预热式100℃以下，浓度也较低，热量不能自给，因此在进入反响器前需要在预热室加热升温，燃烧净化后气体在热交换器内与未处理废气进展热交换，以回收局部热量。该工艺通常承受煤气或电加热升温至催化反响所需的起燃温度。自身热平衡式当有机废气排出时温度较高〔300℃左右〕，高于起燃温度，且有机物含量较高，通常只需要在催化燃烧反响器中设置电加热器供起燃时使用。吸附-催化燃烧[16]当有机废气的流量大、浓度低、温度低，承受催化燃烧需耗大量燃料时，可先承受吸附手段将有机废气吸附于吸附剂上进展浓缩，然后通过热空气吹扫，使有机废气脱附出来10〕，再进展催化燃烧