VOCs催化燃烧原理及催化剂失活研究
VOCs催化燃烧原理及催化剂失活研究摘要
催化燃烧是常见的气固催化反应,根本原因是活性氧进行深度氧化。 在催化燃烧过程中,催化剂的作用是减少反应活化能,聚集催化剂表层的反应物分子,增加反应速率。在催化剂的作
催化燃烧是常见的气固催化反应,根本原因是活性氧进行深度氧化。
在催化燃烧过程中,催化剂的作用是减少反应活化能,聚集催化剂表层的反应物分子,增加反应速率。在催化剂的作用下,有机废气能够在低起燃温度下无焰燃烧,氧化分解成CO2和H2O,并且释放大量的热量。
催化燃烧基本特征
1、起燃温度低,低能耗
与直接燃烧相比,有机废气催化燃烧具有起燃温度低、能耗低的特点。在某种情形下,催化燃烧达到起燃温度后,无需外部供热。
2、应用范围广
催化燃烧能够解决几乎任何的烃类有机废气和恶臭气体。吸附-催化燃烧法对有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多组分、无回收价值的废气有不错的解决效果。
3、解决效率高,无二次污染
催化燃烧法解决的有机废气处理率一般在95%以上,最终产物为无毒的CO2和H2O(杂原子有机化合物等燃烧产物)。因为燃烧温度低,能够大大减少NOX的生成,所以不会产生二次污染。
催化剂失活原因
随着时间的增加,催化剂的活性会逐渐减少,直至失活。催化剂失活有三种主要类型。(1)催化剂完全失活。使催化剂失活的毒物包含快速和慢速作用的毒物。速效毒物主要包含磷和砷,缓效毒物包含铅和锌。一般,催化剂失活是因为毒物和活性成分结合或熔化成合金。对于速效毒物,即便少量也能快速使催化剂失活。(2)催化反应的遏制。卤化物和硫的化合物很容易与活性中心结合,但这种结合是相对松散的、可逆的和暂时的。当废气中的这些物质被去除时,催化剂活性能够恢复。(3)沉积覆盖活动中心。不饱和化合物的存在会导致积碳。此外,陶瓷粉尘、氧化铁化合物和其他颗粒物也会影响催化剂的吸附和解吸能力,导致催化剂活性下降。
如何防止催化剂失活
避免催化剂活性下降,可采取以下对应措施:(1)根据操作流程正确控制反应条件;(2)当催化剂表层烧焦时,应吹入新鲜空气以增加燃烧温度并烧掉烧焦的表层;(3)废气预处理,去除毒物,避免催化剂中毒;(4)改进催化剂的制备工艺,增加催化剂的耐热性和耐毒性。
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