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催化燃烧设备的特点与主要性能指标

发布时间:2020-06-15发布者:BACKUPDATA

催化燃烧设备是典型的气-固相催化反应,其实质是活性氧参与的氧化作用。在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低活化能,同时催化剂表面具有吸附作用,使反应物分子富集于表面提高了反应速率,加快了反应的进行。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CO2和H2O,同时放出大量热能。

废气催化燃烧设备的特点:起燃温度低,节省能源有机废气催化燃烧与直接燃烧相比,具有起燃温度低,能耗也小的显著特点。在某些情况下,达到起燃温度后便无需外界供热。

废气催化燃烧设备催化剂的主要性能指标:在空速较高,温度较低的条件下,有机废气的燃烧反应转化率接近100%,表明该催化剂的活性较高。催化剂的活性分诱导活化、稳定、衰老失活3个阶段,有的使用限期,工业上实用催化剂的寿命一般在2年以上。使用期的长短与较好活性结构的稳定性有关,而稳定性取决于耐热、抗毒的能力。废气催化燃烧设备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行,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,造成热胀冷缩,易使催化剂载体破裂,因而催化剂要具有较大的机械强度和良好的抗热胀冷缩性能。

催化燃烧设备的特色:起燃温度低,节省能源有机废气催化燃烧与直接燃烧比较,具有起燃温度低,能耗也小的显著特色。在某些情况下,到达起燃温度后便无需外界供热。催化燃烧设备催化剂的首要功能指标:在空速较高,温度较低的条件下,有机废气的燃烧反响转化率挨近100%,标明该催化剂的活性较高。催化剂的活性分诱导活化、安稳、变老失活3个阶段,有的运用限期,工业上有用催化剂的寿命一般在2年以上。运用期的长短与较好活性结构的安稳性有关,而安稳性取决于耐热、抗毒的才能。催化燃烧设备对催化燃烧所用催化剂则要求具有较高的耐热和抗毒的功能。有机废气的催化燃烧一般不会在很严厉的操作条件下进行,这是因为废气的浓度、流量、成分等往往不安稳,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,一起因为床层温度会升降,构成热胀冷缩,易使催化剂载体决裂,因此催化剂要具有较大的机械强度和杰出的抗热胀冷缩功能。

催化剂品种目前催化剂的品种已相当多,按活性成分大体可分3类:

1、贵金属催化剂

铂、钯、钌等贵金属对烃类及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性,且运用寿命长,适用范围广,易于收回,因此是常用的废气燃烧催化剂。如我国早选用的Pt-Al2O3催化剂就归于此类催化剂。但因为其资源稀疏,价格昂贵,耐中毒性差,人们一向尽力寻觅替代品或尽量削减其用量。

2、过渡金属氢化物催化剂

作为替代贵金属催化剂,选用氧化性较强的过渡金属氧化物,对甲烷等烃类和一氧化碳亦具有较高的活性,一起下降了催化剂的本钱,常见的有MnOx、CoOx和CuOx等催化剂。大连理工大学的含MnO2催化剂,在130℃及空速13000h-1的条件下能消除甲醇蒸气,对乙醛、丙酮、苯蒸气的也很有作用。

3、复氧化物催化剂

一般认为,催化燃烧设备复氧化物之间因为存在结构或电子调变等相互作用,活性比相应的单一氧化物要高。首要有以下两大类:

(1)钙钛矿型复氧化物

稀土与过渡金属氧化物在条件下能够构成具有钙钛矿型的复合氧化物,通式为ABO3,其活性明显优于相应的单一氧化物。结构中一般A为四面体型结构,B为八面体形结构,这样A和B构成交替立体结构,易于替代而发生品质缺点,即催化活性位,外表晶格氧供给高活性的氧化,从而完成氧化反响。常见的有几类如:BaCuO2、LaMnO3等。

(2)尖晶石型复氧化物

作为复氧化物重要的一种结构类型,以AB2X4表示。尖晶石亦具有不错的氧化催化活性,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完成氧化。其间研讨为活泼的CuMn2O4尖晶石,对芳烃的活性尤为超卓,如使甲苯燃烧只需260℃,完成低温催化燃烧,具有特别实际意义。

(3)催化剂负载方法

催化剂活性组分可通过下列方法沉积在载体上:

电沉积在环绕或压制的金属载体上;沉积在颗粒状陶瓷材料上;沉积在蜂窝结构的陶瓷材料上。


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