催化劑是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度,而在反應(yīng)前后其本身的化學(xué)性質(zhì)沒有改變的物質(zhì)。催化劑通常是由催化活性材料和催化載體構(gòu)成。催化活性材料一般是金屬或金屬氧化物。其中貴重金屬催化劑主要有鉑、鈀和釕等,普通金屬催化劑主要有銅、鉻、鎳、釩、錳、鐵、鈷等金屬及氧化物。催化載體是多孔材料,主要作用是使活性材料具有大的體表面積。催化載體分為金屬載體、陶瓷載體和炭纖維載體。金屬載體一般是以鎳或鎳鉻合金為載體做成的帶、片、丸、絲等形狀,通過 “電鍍”或 “化學(xué)鍍”(即溶液浸漬)將鉑、鈀鍍在這些載體上,vocs催化燃燒多少錢,并制成便于裝配、拆卸的模屜。以陶瓷為載體的催化劑,一般是以硅—鋁氧化物為載體,其結(jié)構(gòu)有片粒狀和蜂窩狀兩種。一般在陶瓷結(jié)構(gòu)上涂敷一層僅0.13mm厚的α-氧化鋁薄層,把活性的鉑、鈀等金屬催化劑以微晶狀態(tài)沉積或分散在多孔的氧化鋁薄層中,并制成便于裝配、拆卸的模屜。炭纖維載體可制作成線狀、氈狀、網(wǎng)狀等形狀,在載體上涂敷催化活性材料,制成便于裝配、拆卸的模屜1、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻,并保證火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室必需具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料,或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。石油化工、油漆、電鍍、印刷、涂料、輪胎制造等工業(yè)的生產(chǎn)過程中都涉及到有機揮發(fā)化合物的使用和排放。有害的有機揮發(fā)物通常是烴類化合物、含氧有機化合物、含氯、硫、磷及鹵素有機化合物,這些揮發(fā)性有機物如不經(jīng)處理直接排入大氣會造成嚴重的環(huán)境污染。傳統(tǒng)的有機廢氣凈化處理方法(如吸附法、冷凝法、直接燃燒法等)均存在缺陷,如易造成二次污染等。為了克服傳統(tǒng)有機廢氣處理方法的缺陷,人們采用催化燃燒方法來對有機廢氣進行凈化處理。
催化燃燒不但可以使燃料得到充分利用,而且無論是從能源利用角度還是從環(huán)境保護角度考慮,其技術(shù)進步都會對社會發(fā)展產(chǎn)生重大影響。對催化燃燒技術(shù)的研究不應(yīng)只停留在理論及實驗室水平上,更具有現(xiàn)實意義的是應(yīng)該讓催化劑成為一種產(chǎn)業(yè)走進我們的生活。(3)安全有機廢氣一般。雖然高濃度可以回收有機燃燒產(chǎn)生的部分熱量,降低能耗,但在處理過程中必須將其濃度控制在極限以內(nèi)。一般需要設(shè)置防爆板、可燃氣體探測器、緊急排空閥、稀釋閥、防火閥等。經(jīng)濟、社會的發(fā)展以及工業(yè)化的需求使得催化技術(shù),特別是催化燃燒技術(shù)日益成為一種不可或缺的工業(yè)技術(shù)手段,并隨著人們生活水平的提高與需求的增長,催化產(chǎn)業(yè)也將不斷地走入千家萬戶,走進人們的生活。對催化燃燒的研究,初是從發(fā)現(xiàn)鉑對燃燒的催化作用而開始的。催化燃燒對于改善燃燒過程,降低反應(yīng)溫度,促進完全燃燒,抑制有毒有害物質(zhì)的形成等方面有著極為重要的作用,并已廣泛地應(yīng)用在了工業(yè)生產(chǎn)與日常生活的諸多方面
催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成,如圖1所示。其凈化原理是:未凈化氣體在進入燃燒室以前,先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室,在燃燒室內(nèi)達到所要求的反應(yīng)溫度,氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進行,凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣。(4)熱量回收方法在能耗可以接受的情況下,對于風(fēng)量較小的情況,一般采用簡單管直接換熱來回收熱量;對于超出可接受范圍的能耗,一般需要大風(fēng)量的再生催化燃燒,可以提高熱量回收效率。國內(nèi)外主要研究的催化劑基本上有兩大類:一類為催化劑,合肥催化燃燒,這類催化劑的活性和穩(wěn)定性好,技術(shù)較為成熟,但由于價格高,催化燃燒裝置報價,資源短缺,所以,未能將其產(chǎn)業(yè)化;另一類為非金屬催化劑,主要集中在過渡金屬氧化物催化劑、復(fù)氧化物催化劑(鈣鈦型復(fù)氧化物和尖晶石型復(fù)氧化物)的研究方面。尋找來源豐富、價格低廉、性能相當?shù)姆谴呋瘎蕴娲鷤鹘y(tǒng)的催化劑用于催化燃燒過程已成為了研究的一個重要方向。
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