催化燃燒是典型的氣-固相催化反應,其實(shí)質(zhì)是活性氧參與深度氧化作用。
催化燃燒過(guò)程中,催化劑的作用是降低反應的活化能,同時(shí)使反應物分子富集于催化劑表面,以提高反應速率。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下發(fā)生無(wú)焰燃燒,并氧化分解為CO2和H2O,同時(shí)放出大量熱。
1.催化燃燒的特點(diǎn)
1.1.起燃溫度低,節省能源
有機廢氣催化燃燒與直接燃燒相比,具有起燃溫度低、能耗低的顯著(zhù)特點(diǎn)。在某些情況下,催化燃燒達到起燃溫度后便無(wú)需外界供熱。
1.2.適用范圍廣
催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類(lèi)有機廢氣及惡臭氣體。對于有機化工、涂料、絕緣材料等行業(yè)排放的低濃度、多成分、無(wú)回收價(jià)值的廢氣,采用吸附-催化燃燒法的處理效果更好。
1.3.處理效率高,無(wú)二次污染
用催化燃燒法處理有機廢氣的凈化率一般都在95%以上,*終產(chǎn)物為無(wú)害的CO2和H2O(雜原子有機化合物還有其他燃燒產(chǎn)物),且由于燃燒溫度低,能大量減少NOX的生成,因此不會(huì )造成二次污染。
2.催化劑失活
催化劑在使用過(guò)程中隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng),活性將會(huì )逐漸下降,直至失活。催化劑失活主要有以下3種類(lèi)型。(1)催化劑完全失活。使催化劑失活的毒物包括快速和慢速作用毒物兩大類(lèi)??焖僮饔枚疚镏饕蠵、As等,慢速作用毒物有Pb、Zn等。通常情況下,催化劑失活是由于毒物與活性組分化合或熔成合金。對于快速作用毒物來(lái)說(shuō),即使只有微量,也能使催化劑迅速失活。(2)抑制催化反應。鹵素和硫的化合物易與活性中心結合,但這種結合是比較松弛、可逆且暫時(shí)性的,當廢氣中的這類(lèi)物質(zhì)被去除后,催化劑活性可以恢復。(3)沉積覆蓋活性中心。不飽和化合物的存在可導致炭沉積,此外,陶瓷粉塵、鐵氧化合物及其他顆粒物堵塞活性中心后,也會(huì )影響催化劑的吸附與解吸能力,導致催化劑活性下降
3.催化劑失活的防止
對催化劑活性的衰減,可以采取下列相應的措施加以防止:①按操作規程正確控制反應條件;②當催化劑表面結炭時(shí),應吹入新鮮空氣,以提高燃燒溫度,燒去表面結炭;③將廢氣進(jìn)行預處理,以除去毒物,防止催化劑中毒;④改進(jìn)催化劑的制備工藝,提高催化劑的耐熱性和抗毒能力。
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