催化燃燒原理
2021-09-17
您知道催化燃燒基本原理嗎?就讓催化燃燒廠家唐山蘭天奧玉科技有限公司告訴您
催化燃燒是憑借催化劑在低溫下(200~400℃)下,完成對(duì)有機(jī)物的完全氧化,因而,能耗少,操作簡(jiǎn)便,安全,凈化效率高,在有機(jī)廢氣特別是收回價(jià)值不大的有機(jī)廢氣凈化方面,比方化工,噴漆、絕緣材料、漆包線、涂料生產(chǎn)等行業(yè)應(yīng)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)催化劑定義 催化劑是一種能提高化學(xué)反響速率,操控反響方向,在反響前后自身的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改動(dòng)的物質(zhì)。
(2)催化效果機(jī)理 催化效果的機(jī)理是一個(gè)很雜亂的問題,這兒僅做簡(jiǎn)介。在一個(gè)化學(xué)反響過程中,催化劑的加入并不能改動(dòng)原有的化學(xué)平衡,所改動(dòng)的僅是化學(xué)反響的速度,而在反響前后,催化劑自身的性質(zhì)并不發(fā)生變化。那么,催化劑是怎樣加快了反響速度呢了已然反響前后催化劑不發(fā)生變化,那么催化劑到底參與了反響沒有?實(shí)際上,催化劑自身參與了反響,正是因?yàn)樗膮⑴c,使反響改動(dòng)了原有的途徑,使反響的活化能下降,然后加快了反響速度。例如反響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
其反響速度較慢。當(dāng)加入催化劑K后,反響從一條很簡(jiǎn)單進(jìn)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,然后加快了反響速度,而催化劑并未改動(dòng)性質(zhì)。
(3)催化焚燒的工藝組成 不同的排放場(chǎng)合和不同的廢氣,有不同的工藝流程。但不論采納哪種工藝流程,都由如下工藝單元組成。
①?gòu)U氣預(yù)處理 為了防止催化劑床層的堵塞和催化劑中毒,廢氣在進(jìn)入床層之前有必要進(jìn)行預(yù)處理,以除去廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。
②預(yù)熱設(shè)備 預(yù)熱設(shè)備包括廢氣預(yù)熱設(shè)備和催化劑焚燒器預(yù)熱設(shè)備。因?yàn)榇呋瘎┒加幸粋€(gè)催化活性溫度,對(duì)催化焚燒來說稱催化劑起燃溫度,有必要使廢氣和床層的溫度達(dá)到起燃溫度才干進(jìn)行催化焚燒,因而,有必要設(shè)置預(yù)熱設(shè)備。但關(guān)于排出的廢氣自身溫度就較高的場(chǎng)合,如漆包線、絕緣材料、烤漆等烘干排氣,溫度可達(dá)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,目前選用電加熱較多。當(dāng)催化反響開端后,可盡量以收回的反響熱來預(yù)熱廢氣。在反響熱較大的場(chǎng)合,還應(yīng)設(shè)置廢熱收回設(shè)備,以節(jié)約能源。
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(hù)催化劑,加熱設(shè)備應(yīng)與催化焚燒設(shè)備保持必定距離,這樣還能使廢氣溫度分布均勻。
從需求預(yù)熱這一點(diǎn)動(dòng)身,催化燃燒法適用于連續(xù)排氣的凈化,若間歇排氣,不只每次預(yù)熱需求耗能,反響熱也無法收回利用,會(huì)形成很大的能源糟蹋,在規(guī)劃和挑選時(shí)應(yīng)留意這一點(diǎn)。
③催化燃燒設(shè)備 一般選用固定床催化反響器。反響器的規(guī)劃按規(guī)范進(jìn)行,應(yīng)便于操作,修理方便,便于裝卸催化劑。
在進(jìn)行催化燃燒的工藝規(guī)劃時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況,關(guān)于處理一些氣量較大的場(chǎng)合,規(guī)劃成分建式流程,即預(yù)熱器、反響器獨(dú)立裝設(shè),其間用管道銜接。關(guān)于處理一些氣量小的場(chǎng)合,可選用催化焚燒爐,把預(yù)熱與反響組合在一起,但要留意預(yù)熱段與反響段間的距離。
在有機(jī)物廢氣的催化焚燒中,所要處理的有機(jī)物廢氣在高溫下與空氣混合易引起爆破,安全問題十分重要。因而,一方面有必要操控有機(jī)物與空氣的混合比,使之在爆破下限;另一方面,催化焚燒體系應(yīng)設(shè)監(jiān)測(cè)報(bào)警設(shè)備和有防爆措施。
二、催化燃燒用催化劑
因?yàn)橛袡C(jī)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、鈀等貴金屬沉積其上,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、鈀就以微晶狀態(tài)沉積或分散在多孔的氧化鋁薄層中。
但因?yàn)橘F金屬催化劑價(jià)格昂貴,資源少,多年來人們特別重視新式的、價(jià)格較為廉價(jià)的催化劑的開發(fā)研討,我國(guó)的稀土資源是比較豐富的,我國(guó)的科技工作者研討開發(fā)了不少稀土催化劑,有些功能也較好。
三、催化劑中毒與老化
在催化劑使用過程中,因?yàn)轶w系中存在少數(shù)的雜質(zhì),可使催化劑的活性和挑選性減小或者消失,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,這些毒物在反響過程中或強(qiáng)吸附在活性中心上,或與活性中心起化學(xué)效果而變?yōu)閯e的物質(zhì),使活性中心失活。
毒物通常是反響原料中帶來的雜質(zhì),或者是催化劑自身的某些雜質(zhì),別的,反響產(chǎn)物或副產(chǎn)物自身也可能對(duì)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(duì)催化劑來說的,并且還針對(duì)這個(gè)催化劑所催化的反響,也就是說,對(duì)某一催化劑,只要聯(lián)系到它所催化的反響時(shí),才干清楚什么物質(zhì)是毒物。即使同一種催化劑,一種物質(zhì)可能毒化某一反響而不影響另一反響。
催化劑的老化是因?yàn)闊岱€(wěn)定性與機(jī)械穩(wěn)定性決定的,例如低熔點(diǎn)活性組分的丟失或升華,會(huì)大大下降催化劑的活性。催化劑的工作溫度對(duì)催化劑的老化影響很大,溫度挑選和操控欠好,會(huì)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)向外表的遷移,冷熱應(yīng)力替換所形成的機(jī)械性粉末被氣流帶走。所有這些,都會(huì)加快催化劑的老化,而其中首要的是溫度的影響,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)挑選合適的反響溫度將有助于延伸催化劑的壽數(shù)。但是,過低的反響溫度也是不可取的,會(huì)下降反響速率。
為了提高催化劑的熱穩(wěn)定性,常常挑選合適的耐高溫的載體來提高活性組分的分散度,可防止其顆粒變大而燒結(jié),例如以純銅作催化劑時(shí),在200℃即失掉活性,但如果選用共沉積法將Cu載于Cr2O3載體上,就能在較高的溫度下保持其活性。
最新新聞
COPYRIGHT 唐山市蘭天奧玉科技有限公司 網(wǎng)站建設(shè):中企動(dòng)力唐山 | SEO標(biāo)簽