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VOCs催化氧化原理及催化剂失活分析
2019.12.11   点击2035次

催化燃烧是典型的气-固相催化反应,其实质是活性氧参与深度氧化作用。

在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低反应的活化能,同时使反应物分子富集于催化剂表面,以提高反应速率。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。

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1、催化燃烧的特点

1.1 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、能耗低的显著特点。在某些情况下,催化燃烧达到起燃温度后便无需外界供热。

1.2 适用范围广

催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体。对于有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多成分、无回收价值的废气,采用吸附-催化燃烧法的处理效果更好。

1.3 处理效率高,无二次污染

用催化燃烧法处理有机废气的净化率一般都在95%以上,最终产物为无害的CO2和H2O(杂原子有机化合物还有其他燃烧产物),且由于燃烧温度低,能大量减少NOX的生成,因此不会造成二次污染。

2、催化剂失活

催化剂在使用过程中随着时间的延长,活性将会逐渐下降,直至失活。催化剂失活主要有以下3种类型。

(1) 催化剂完全失活。使催化剂失活的毒物包括快速和慢速作用毒物两大类。快速作用毒物主要有P、As等,慢速作用毒物有Pb、Zn等。通常情况下,催化剂失活是由于毒物与活性组分化合或熔成合金。对于快速作用毒物来说,即使只有微量,也能使催化剂迅速失活。

(2) 抑制催化反应。卤素和硫的化合物易与活性中心结合,但这种结合是比较松弛、可逆且暂时性的,当废气中的这类物质被去除后,催化剂活性可以恢复。

(3) 沉积覆盖活性中心。不饱和化合物的存在可导致炭沉积,此外,陶瓷粉尘、铁氧化合物及其他颗粒物堵塞活性中心后,也会影响催化剂的吸附与解吸能力,导致催化剂活性下降。

3、防止催化剂失活的措施

对催化剂活性的衰减,可以采取下列相应的措施加以防止:

① 按操作规程正确控制反应条件;

② 当催化剂表面结炭时,应吹入新鲜空气,以提高燃烧温度,烧去表面结炭;

③ 将废气进行预处理,以除去毒物,防止催化剂中毒;

④ 改进催化剂的制备工艺,提高催化剂的耐热性和抗毒能力。

本文来自:《VOCs催化燃烧技术》
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