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催化燃烧设备的工作原理和化剂活性成分的分类

2019-04-28 15:17:18
作者:百瑞兴环保

催化燃烧设备适用于处理高浓度小风量的有机废气,常与活性炭的吸附过程结合使用。采用活性炭附着装置将高风量、低浓度的有机废气浓缩为小风量、高浓度的有机废气。尾气符合催化净化装置的使用条件。

催化燃烧设备将催化燃烧过程中的废气,废气管道通过风扇进入热交换器加热,再次进入加热室将废气催化燃烧开始加热到需要的温度。加热的废气通过催化剂层燃烧。由于催化剂的影响,催化燃烧过程的起始温度约为250~300℃,远低于直接燃烧法(670-800℃),能耗远低于直接燃烧法。同时,在催化剂的活性作用下,反应后气体产生量的热量,高温气体再次进入换热器,然后通过传热冷却,在较低的温度下通过风机排放到大气中。

催化燃烧设备也有其局限性,因为催化剂并非适用于所有的废气处理,采用合适的催化剂,是使有害气体的可燃物质在低温分解和氧化燃烧的方法。

随着环境工程的发展,催化燃烧设备越来越受到人们的青睐。催化燃烧设备的优良环境性能是人们经常谈论的话题。接下来,简单介绍催化燃烧设备的工作原理。

1、催化燃烧设备的工作方法与直接燃烧净化相同,属于热损伤法。

2、催化剂表面的吸附提高了反应速率,加快了反应速度。

3、其机理是废气中有机组分的氧化、热解和热分解。

4、催化燃烧设备是一个典型的气-固相催化反应的本质是活性氧参与的氧化。

5、在催化剂的帮助下,有机废气可以在较低的点火温度下无焰燃烧,并被氧化成CO2和H2O,同时释放大量的热能。

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。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。