有機廢氣催化燃燒催化劑技術(shù)介紹

 

催化燃燒是憑借催化劑在低溫下(200～400℃)下，完成對有機物的徹底氧化，因而，能耗少，操作簡潔，安全，凈化效率高，在有機廢氣***別是收回價值不***的有機廢氣凈化方面，比方化工，噴漆、***緣材料、漆包線、涂料生產(chǎn)等行業(yè)運用較廣，已有不少定型設(shè)備可供選用。

 

一、催化原理及設(shè)備組成

 

(1)催化劑界說  催化劑是一種能前進化學(xué)反應(yīng)速率，操控反應(yīng)方向，在反應(yīng)前后本身的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改動的物質(zhì)。

 

(2)催化作用機理  催化作用的機理是一個很雜亂的問題，這兒僅做簡介。在一個化學(xué)反應(yīng)進程中，催化劑的參與并不能改動原有的化學(xué)平衡，所改動的僅是化學(xué)反應(yīng)的速度，而在反應(yīng)前后，催化劑本身的性質(zhì)并不發(fā)生改動。那么，催化劑是怎樣加快了反應(yīng)速度呢了已然反應(yīng)前后催化劑不發(fā)生改動，那么催化劑究竟參與了反應(yīng)沒有?實踐上，催化劑本身參與了反應(yīng)，正是由于它的參與，使反應(yīng)改動了原有的途徑，使反應(yīng)的活化能下降，然后加快了反應(yīng)速度。例如反應(yīng)A+B→C是經(jīng)過中心活性結(jié)合物(AB)過渡而成的，即： A+B→[AB]→C  

 

其反應(yīng)速度較慢。當參與催化劑K后，反應(yīng)從一條很簡單進行的途徑完成： A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K 

 

 中心不再需求[AB]向C的過渡，然后加快了反應(yīng)速度，而催化劑并未改動性質(zhì)。

 

(3)催化燃燒的工藝組成  不同的排放場合和不同的廢氣，有不同的工藝流程。但不管采納哪種工藝流程，都由如下工藝單元組成。

 

①廢氣預(yù)處理  為了防止催化劑床層的阻塞和催化劑中毒，廢氣在進入床層之前有必要進行預(yù)處理，以除掉廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。

 

②預(yù)熱設(shè)備  預(yù)熱設(shè)備包含廢氣預(yù)熱設(shè)備和催化劑燃燒器預(yù)熱設(shè)備。由于催化劑都有一個催化活性溫度，對催化燃燒來說稱催化劑起燃溫度，有必要使廢氣和床層的溫度到達起燃溫度才能進行催化燃燒，因而，有必要設(shè)置預(yù)熱設(shè)備。但關(guān)于排出的廢氣本身溫度就較高的場合，如漆包線、***緣材料、烤漆等烘干排氣，溫度可達300℃以上，則不用設(shè)置預(yù)熱設(shè)備。預(yù)熱設(shè)備加熱后的熱氣可選用換熱器和床層內(nèi)布管的辦法。預(yù)熱器的熱源可選用煙道氣或電加熱，現(xiàn)在選用電加熱較多。當催化反應(yīng)開端后，可盡量以收回的反應(yīng)熱來預(yù)熱廢氣。在反應(yīng)熱較***的場合，還應(yīng)設(shè)置廢熱收回設(shè)備，以節(jié)約動力。預(yù)熱廢氣的熱源溫度一般都超越催化劑的活性溫度。為維護催化劑，加熱設(shè)備應(yīng)與催化燃燒設(shè)備堅持必定間隔，這樣還能使廢氣溫度散布均勻。從需求預(yù)熱這一點動身，催化燃燒法***適用于接連排氣的凈化，若間歇排氣，不只每次預(yù)熱需求耗能，反應(yīng)熱也無法收回運用，會構(gòu)成很***的動力浪費，在規(guī)劃和挑選時應(yīng)留意這一點。

 

③催化燃燒設(shè)備  一般選用固定床催化反應(yīng)器。反應(yīng)器的規(guī)劃按標準進行，應(yīng)便于操作，修理便利，便于裝卸催化劑。在進行催化燃燒的工藝規(guī)劃時，應(yīng)依據(jù)具體情況，關(guān)于處理氣量較***的場合，規(guī)劃成分建式流程，即預(yù)熱器、反應(yīng)器***立裝設(shè)，其間用管道銜接。關(guān)于處理氣量小的場合，可選用催化燃燒爐，把預(yù)熱與反應(yīng)組合在一起，但要留意預(yù)熱段與反應(yīng)段間的間隔。在有機物廢氣的催化燃燒中，所要處理的有機物廢氣在高溫下與空氣混合易引起爆破，安全問題非常重要。因而，一方面有必要操控有機物與空氣的混合比，使之在爆破下限；另一方面，催化燃燒系統(tǒng)應(yīng)設(shè)監(jiān)測報警設(shè)備和有防爆辦法。

 

二、催化燃燒用催化劑

 

由于有機物催化燃燒的催化劑分為貴金屬(以鉑、鈀為主)和賤金屬催化劑。貴金屬為活性組分的催化劑分為全金屬催化劑和以氧化鋁為載體的催化劑。全金屬催化劑是以鎳或鎳鉻合金為載體，將載體做成帶、片、丸、絲等形狀，選用化學(xué)鍍或電鍍的辦法，將鉑、鈀等貴金屬堆積其上，然后做成便于裝卸的催化劑構(gòu)件。由氧化鋁作載體的貴金屬催化劑，一般是以陶瓷結(jié)構(gòu)作為支架，在陶瓷結(jié)構(gòu)上涂覆一層僅有0．13mm的α-氧化鋁薄層，而活性組分鉑、鈀就以微晶狀況堆積或渙散在多孔的氧化鋁薄層中。但由于貴金屬催化劑價格昂貴，資源少，多年來人們***別重視新式的、價格較為廉價的催化劑的開發(fā)研討，我***是***際上稀土資源***多的***家，我***的科技工作者研討開發(fā)了不少稀土催化劑，有些功能也較***。

 

 三、催化劑中毒與老化在催化劑運用進程中，由于系統(tǒng)中存在少數(shù)的雜質(zhì)，可使催化劑的活性和挑選性減小或許消失，這種現(xiàn)象叫催化劑中毒。這些能使催化劑中毒的物質(zhì)稱之為催化劑毒物，這些毒物在反應(yīng)進程中或強吸附在活性中心上，或與活性中心起化學(xué)作用而變?yōu)槠渌镔|(zhì)，使活性中心失活.毒物一般是反應(yīng)原猜中帶來的雜質(zhì)，或許是催化劑本身的某些雜質(zhì)，別的，反應(yīng)產(chǎn)品或副產(chǎn)品本身也或許對催化劑毒化，一般所指的是硫化物如H2S、硫氧化碳、RSH等及含氧化合物如H2O、CO2、O2以及含磷、砷、鹵素化合物、重金屬化合物等。

 

毒物不單單是對催化劑來說的，而且還針對這個催化劑所催化的反應(yīng)，也便是說，對某一催化劑，只要聯(lián)系到它所催化的反應(yīng)時，才能清楚什么物質(zhì)是毒物。即便同一種催化劑，一種物質(zhì)或許毒化某一反應(yīng)而不影響另一反應(yīng)。按毒物與催化劑外表作用的程度可分為暫時性中毒和***性中毒。暫時性中毒亦稱可逆中毒，催化劑外表所吸附的毒物可用解吸的辦法驅(qū)趕，使催化劑康復(fù)活性，可是這種可再生性一般也不能使催化劑康復(fù)到中毒前的水平。***性中毒稱不行逆中毒，這時，毒物與催化劑活性中心生成了斷合力很強的物質(zhì)，不能用一般辦法將它去除或根本無法去除。

 

催化劑的老化***要是由于熱穩(wěn)定性與機械穩(wěn)定性決議的，例如低熔點活性組分的丟失或前進，會******下降催化劑的活性。催化劑的工作溫度對催化劑的老化影響很***，溫度挑選和操控欠***，會使催化劑半熔或燒結(jié)，然后導(dǎo)致催化劑外表積的下降而下降活性。別的，內(nèi)部雜質(zhì)向外表的搬遷，冷熱應(yīng)力替換所構(gòu)成的機械性粉末被氣流帶走。所有這些，都會加快催化劑的老化，而其中******要的是溫度的影響，工作溫度越高，老化速度越快。因而，在催化劑的活性溫度范圍內(nèi)挑選適宜的反應(yīng)溫度將有助于延伸催化劑的壽數(shù)。

 

可是，過低的反應(yīng)溫度也是不可取的，會下降反應(yīng)速率。為了前進催化劑的熱穩(wěn)定性，常常挑選適宜的耐高溫的載體來前進活性組分的渙散度，可防止其顆粒變***而燒結(jié)，例如以純銅作催化劑時，在200℃即失掉活性，但假如選用共堆積法將Cu載于Cr2O3載體上，就能在較高的溫度下堅持其活性。催化劑及催化燃燒技術(shù)　沒有催化，就不會有現(xiàn)代技術(shù)的***際?！∫蚨?，催化在人們的技術(shù)前進中是不行短少的。催化作用具有加快作用和定向作用。在反應(yīng)之后，其催化劑本身沒有改動。

 

催化劑分為工業(yè)用催化劑和環(huán)保用催化劑。用催化劑，***要把有機廢氣轉(zhuǎn)成二氧化碳和水?；蛟S無害的其他氣體?！?/div>