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催化燃烧原理
2021-09-17
您知道催化燃烧基本原理吗？就让催化燃烧厂家唐山兰天奥玉科技有限公司告诉您
催化燃烧是凭借催化剂在低温下(200～400℃)下，完成对有机物的完全氧化，因而，能耗少，操作简便，安全，净化效率高，在有机废气特别是收回价值不大的有机废气净化方面，比方化工，喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广，已有不少定型设备可供选用。
一、催化原理及设备组成
(1)催化剂定义 催化剂是一种能提高化学反响速率，操控反响方向，在反响前后自身的化学性质不发生改动的物质。
(2)催化效果机理 催化效果的机理是一个很杂乱的问题，这儿仅做简介。在一个化学反响过程中，催化剂的加入并不能改动原有的化学平衡，所改动的仅是化学反响的速度，而在反响前后，催化剂自身的性质并不发生变化。那么，催化剂是怎样加快了反响速度呢了已然反响前后催化剂不发生变化，那么催化剂到底参与了反响没有?实际上，催化剂自身参与了反响，正是因为它的参与，使反响改动了原有的途径，使反响的活化能下降，然后加快了反响速度。例如反响A+B→C是经过中心活性结合物(AB)过渡而成的，即：
A+B→[AB]→C
其反响速度较慢。当加入催化剂K后，反响从一条很简单进行的途径完成：
A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K
中心不再需求[AB]向C的过渡，然后加快了反响速度，而催化剂并未改动性质。
(3)催化焚烧的工艺组成 不同的排放场合和不同的废气，有不同的工艺流程。但不论采纳哪种工艺流程，都由如下工艺单元组成。
①废气预处理 为了防止催化剂床层的堵塞和催化剂中毒，废气在进入床层之前有必要进行预处理，以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物。
②预热设备 预热设备包括废气预热设备和催化剂焚烧器预热设备。因为催化剂都有一个催化活性温度，对催化焚烧来说称催化剂起燃温度，有必要使废气和床层的温度达到起燃温度才干进行催化焚烧，因而，有必要设置预热设备。但关于排出的废气自身温度就较高的场合，如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气，温度可达300℃以上，则不用设置预热设备。
预热设备加热后的热气可选用换热器和床层内布管的办法。预热器的热源可选用烟道气或电加热，目前选用电加热较多。当催化反响开端后，可尽量以收回的反响热来预热废气。在反响热较大的场合，还应设置废热收回设备，以节约能源。
预热废气的热源温度一般都超越催化剂的活性温度。为维护催化剂，加热设备应与催化焚烧设备保持必定距离，这样还能使废气温度分布均匀。
从需求预热这一点动身，催化燃烧法适用于连续排气的净化，若间歇排气，不只每次预热需求耗能，反响热也无法收回利用，会形成很大的能源糟蹋，在规划和挑选时应留意这一点。
③催化燃烧设备 一般选用固定床催化反响器。反响器的规划按规范进行，应便于操作，修理方便，便于装卸催化剂。
在进行催化燃烧的工艺规划时，应根据具体情况，关于处理一些气量较大的场合，规划成分建式流程，即预热器、反响器独立装设，其间用管道衔接。关于处理一些气量小的场合，可选用催化焚烧炉，把预热与反响组合在一起，但要留意预热段与反响段间的距离。
在有机物废气的催化焚烧中，所要处理的有机物废气在高温下与空气混合易引起爆破，安全问题十分重要。因而，一方面有必要操控有机物与空气的混合比，使之在爆破下限；另一方面，催化焚烧体系应设监测报警设备和有防爆措施。
二、催化燃烧用催化剂
因为有机物催化燃烧的催化剂分为贵金属(以铂、钯为主)和贱金属催化剂。贵金属为活性组分的催化剂分为全金属催化剂和以氧化铝为载体的催化剂。全金属催化剂是以镍或镍铬合金为载体，将载体做成带、片、丸、丝等形状，选用化学镀或电镀的办法，将铂、钯等贵金属沉积其上，然后做成便于装卸的催化剂构件。由氧化铝作载体的贵金属催化剂，一般是以陶瓷结构作为支架，在陶瓷结构上涂覆一层仅有0．13mm的α-氧化铝薄层，而活性组分铂、钯就以微晶状态沉积或分散在多孔的氧化铝薄层中。
但因为贵金属催化剂价格昂贵，资源少，多年来人们特别重视新式的、价格较为廉价的催化剂的开发研讨，我国的稀土资源是比较丰富的，我国的科技工作者研讨开发了不少稀土催化剂，有些功能也较好。
三、催化剂中毒与老化
在催化剂使用过程中，因为体系中存在少数的杂质，可使催化剂的活性和挑选性减小或者消失，这种现象叫催化剂中毒。这些能使催化剂中毒的物质称之为催化剂毒物，这些毒物在反响过程中或强吸附在活性中心上，或与活性中心起化学效果而变为别的物质，使活性中心失活。
毒物通常是反响原料中带来的杂质，或者是催化剂自身的某些杂质，别的，反响产物或副产物自身也可能对催化剂毒化，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、卤素化合物、重金属化合物等。
毒物不单单是对催化剂来说的，并且还针对这个催化剂所催化的反响，也就是说，对某一催化剂，只要联系到它所催化的反响时，才干清楚什么物质是毒物。即使同一种催化剂，一种物质可能毒化某一反响而不影响另一反响。
催化剂的老化是因为热稳定性与机械稳定性决定的，例如低熔点活性组分的丢失或升华，会大大下降催化剂的活性。催化剂的工作温度对催化剂的老化影响很大，温度挑选和操控欠好，会使催化剂半熔或烧结，然后导致催化剂外表积的下降而下降活性。别的，内部杂质向外表的迁移，冷热应力替换所形成的机械性粉末被气流带走。所有这些，都会加快催化剂的老化，而其中首要的是温度的影响，工作温度越高，老化速度越快。因而，在催化剂的活性温度范围内挑选合适的反响温度将有助于延伸催化剂的寿数。但是，过低的反响温度也是不可取的，会下降反响速率。
为了提高催化剂的热稳定性，常常挑选合适的耐高温的载体来提高活性组分的分散度，可防止其颗粒变大而烧结，例如以纯铜作催化剂时，在200℃即失掉活性，但如果选用共沉积法将Cu载于Cr2O3载体上，就能在较高的温度下保持其活性。
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