VOCs催化燃燒原理及催化劑失活研究
催化燃燒是常見的氣固催化反應,根本原因(yīn)是活性氧(yǎng)進行(háng)深度氧(yǎng)化。
在催化燃燒過程中,催化劑的作用(yòng)是減少反應活化能,聚集催化劑表層的反應物分子,增(zēng)加反應速率。在催化劑(jì)的作用下,有機廢(fèi)氣能夠在(zài)低起燃溫度下無(wú)焰燃燒,氧化分解成CO2和H2O,並(bìng)且釋放(fàng)大量的熱量。
催化燃燒(shāo)基本特征
1、起燃溫度低,低能耗
與直接(jiē)燃燒相比,有機廢氣催化燃燒具有起(qǐ)燃溫(wēn)度低、能(néng)耗低的特點。在某種情形下,催化燃燒達到起燃溫度後,無需外部供熱。
2、應用範圍廣
催化燃燒能夠解決幾乎任何(hé)的烴類有機廢(fèi)氣和(hé)惡臭(chòu)氣體。吸附-催化燃燒法對有機化工、塗料、絕緣材料等(děng)行業排放的低濃度、多(duō)組分、無回收(shōu)價(jià)值的廢氣有不錯的解決效果。
3、解決效率高,無二次汙染
催化燃燒法解決的有機廢氣處理率一般在95%以(yǐ)上,最終產物為無毒的CO2和H2O(雜原子有機化合物等燃燒產物)。因為燃燒(shāo)溫度低,能夠大大減少NOX的(de)生成,所以不會產生二次汙染。
催化劑失活原因
隨著時間的增加,催(cuī)化劑的活性會逐漸減少,直至失活。催化劑失活有三種主要類型。(1)催化劑完全失活。使催化劑失活的毒物包含快(kuài)速和慢速作用的毒物。速效毒(dú)物主要包含磷和砷,緩效毒物(wù)包含鉛和鋅。一般,催(cuī)化劑失活是因為毒(dú)物和活(huó)性成分結合或熔化成合金。對於速效毒物,即便少量(liàng)也能快速使催化(huà)劑失活。(2)催化反應的遏製。鹵化物和硫的化合(hé)物很(hěn)容易(yì)與活性中心結合(hé),但這種結合是相對鬆(sōng)散的、可(kě)逆的和暫時(shí)的。當廢氣中的這些物質被去除時,催(cuī)化劑活性能(néng)夠(gòu)恢複。(3)沉積覆蓋(gài)活動中心。不飽和化合物的存在會導致積碳。此外,陶瓷粉塵、氧(yǎng)化鐵化合物和(hé)其他(tā)顆(kē)粒物也會影響催化劑的吸附和(hé)解吸(xī)能力,導致(zhì)催(cuī)化劑活性下降。
如何防止催化劑失活
避免催化(huà)劑活性下降,可采取以下對(duì)應措施:(1)根(gēn)據操(cāo)作流程正確控製反應條件;(2)當催化(huà)劑表層燒焦時,應吹入新(xīn)鮮空氣(qì)以增加(jiā)燃燒溫度並燒掉燒焦的表層;(3)廢氣預處理(lǐ),去(qù)除毒物,避免催化劑中毒;(4)改進(jìn)催化(huà)劑的製備工藝,增加催化劑的耐(nài)熱性和耐毒性(xìng)。