催化劑在催化燃燒設(shè)備的催化爐中起什么作用

 

催化燃燒過程在催化燃燒裝置中進行。有機廢氣經(jīng)換熱器預(yù)熱至200 ~ 400℃，然后進入燃燒室。當通過催化劑床時，混合氣體中的烴分子和氧分子分別吸附在催化劑表面并被活化。因為表面吸附降低了反應(yīng)的活化能，碳氫化合物和氧分子在較低的溫度下迅速氧化，產(chǎn)生二氧化碳和水。在催化燃燒設(shè)備的燃燒過程中，在催化劑的作用下，有機廢氣中的碳氫化合物在低溫下迅速氧化成水和二氧化碳，從而達到處理的目的。催化燃燒反應(yīng)的關(guān)鍵是選擇合適的催化劑，這表明催化劑在催化燃燒設(shè)備的催化爐中起著不可或缺的作用，催化劑是處理廢氣的關(guān)鍵因素。

 

一、催化燃燒法中的催化劑是廢氣處理的關(guān)鍵因素

 

可燃物質(zhì)在催化劑的作用下燃燒。與直接燃燒相比，催化燃燒溫度低，燃燒完全。催化燃燒設(shè)備中使用的催化劑是貴金屬和比表面積***的金屬氧化物。例如，家用催化燃氣灶負載鈀或稀土化合物可以降低尾氣中的一氧化碳含量，提高熱效率。負載0.2%pt的氧化鋁催化劑能在500℃燃燒***部分有機化合物，除臭凈化至化學位移σ=1。

 

催化燃燒為無焰燃燒，因此適用于安全性要求較高的場合，如以H2和O2為原料的燃料電池、以汽油或酒精為原料的平爐(催化劑為浸漬鉑的石棉)等。如果消除化工廠氮氧化物的煙霧，可以向煙霧中加入燃料，用負載鉑和鈀的催化劑催化燃燒，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為N2氣體。一種燃燒方法，其中有害氣體中的可燃物質(zhì)通過使用適當?shù)拇呋瘎┰谳^低溫度下分解和氧化。

 

催化燃燒法的關(guān)鍵因素是催化劑的選擇。有很多種催化劑可供選擇:鈀、鉑、稀土和過渡金屬氧化物催化劑，根據(jù)其活性；無定形顆粒、球形顆粒、蜂窩狀、網(wǎng)狀、絲狀和透氣的板狀催化劑。一般以氧化鋁和陶瓷為催化劑的主要載體，此外還有天然沸石、鎳鉻絲和不銹鋼絲。

 

催化劑對催化燃燒的要求是:活性高，***別是低溫下活性***，以便在盡可能低的溫度下開始反應(yīng)。燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)，釋放***量熱量可以使催化劑表面達到500 ~ 1000℃的高溫，催化劑容易因熔化而降低活性，因此要求催化劑能耐高溫。

 

二、催化燃燒設(shè)備對催化劑性能的要求

 

1.高活性

 

催化劑的活性直接影響催化燃燒的化學轉(zhuǎn)化率。轉(zhuǎn)化率不僅與催化活性物質(zhì)本身的活性有關(guān)，還與催化載體的物理形狀直接相關(guān)。因此，在選擇合適的催化活性材料時，必須考慮催化劑載體的物理形狀，以保證催化劑具有高活性，達到催化燃燒凈化的目的。

 

2.******的熱穩(wěn)定性

 

由于廢氣的溫度隨時變化，如果催化劑在一定范圍內(nèi)不能適應(yīng)溫度的變化，催化劑的性能會降低，凈化效率也會降低。因此，催化劑必須能夠適應(yīng)一定范圍內(nèi)的溫度變化。

 

3.高強度

 

在催化燃燒過程中，催化劑常因高溫、振動、空氣流動等因素而開裂磨損，會降低催化劑的活性，增加催化劑床層的壓降，影響凈化效果。

 

4.長使用壽命

 

催化活性物質(zhì)***多價格昂貴，設(shè)計時應(yīng)盡量選擇使用壽命較長的催化劑。

 

三、催化燃燒廢氣處理設(shè)備催化劑的主要性能指標

 

在空速高、溫度低的條件下，有機廢氣燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化率接近100%，表明該催化劑具有較高的活性。催化劑的活性可分為誘導(dǎo)活化、穩(wěn)定化和老化失活三個階段，具有一定的使用壽命。工業(yè)實用催化劑的使用壽命一般在2年以上。使用壽命的長短與******的活性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有關(guān)，穩(wěn)定性取決于耐熱、抗毒的能力。

 

用于催化燃燒的催化劑要求具有高耐熱性和耐毒性。一般情況下，有機廢氣的催化燃燒不會在嚴格的操作條件下進行，因為廢氣的濃度、流量和成分往往不穩(wěn)定，因此要求催化劑對操作條件具有廣泛的適應(yīng)性。催化燃燒過程操作空速高，氣流對催化劑的沖擊***。同時，由于床溫會有升有降，會造成熱脹冷縮，容易使催化劑載體破裂。因此，催化劑應(yīng)具有較***的機械強度和******的耐熱膨脹性和耐寒收縮性。