催化燃燒對(duì)催化劑的基本要求

催化燃燒對(duì)催化劑的基本要求是:既能抑制燒結(jié)、保持活性物質(zhì)具有較大的比表面積及良好的熱穩(wěn)定性，又要具有一定的活性，可起到催化劑活性組分或助催化劑的作用。這在某種程度上是互相矛盾的，因?yàn)檠芯恳呀?jīng)證明氧化物的活性和熱穩(wěn)定性成反比。同時(shí)，需有高的機(jī)械強(qiáng)度以及對(duì)燃料中所含有高的耐腐蝕性。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(guò)程中都涉及到有機(jī)揮發(fā)化合物的使用和排放。有害的有機(jī)揮發(fā)物通常是烴類(lèi)化合物、含氧有機(jī)化合物、含氯、硫、磷及鹵素有機(jī)化合物，這些揮發(fā)性有機(jī)物如不經(jīng)處理直接排入大氣會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。傳統(tǒng)的有機(jī)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(jī)廢氣處理方法的缺陷，人們采用催化燃燒方法來(lái)對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化處理。燃煤鍋爐對(duì)大氣的污染已得到公認(rèn)，催化燃燒裝置廠家，某些地區(qū)也已對(duì)燃煤鍋爐進(jìn)行了改造，但改造只是將燃煤鍋爐改為燃?xì)忮仩t，并沒(méi)有改變?nèi)細(xì)忮仩t的傳統(tǒng)火焰燃燒方式。催化燃燒實(shí)現(xiàn)了貧燃料的燃燒過(guò)程，打破了傳統(tǒng)火焰燃燒的可燃界限，能進(jìn)一步提高燃?xì)鉅t的燃燒效率和熱效率，符合我國(guó)“十一五”規(guī)劃低排放、增長(zhǎng)方式的要求，是一種很有發(fā)展前景的燃燒技術(shù)。

常用于有機(jī)廢氣處理的催化劑

目前常用于有機(jī)廢氣處理的催化劑有蜂窩狀鈀金屬催化劑和鉑金屬催化劑。催化燃燒方式有電加熱和燃?xì)饧訜?，燃燒方式有直接催化燃?CO)和再生催化燃燒(RCO)。催化燃燒一般適用于空氣體積小、濃度高、溫度高的氣態(tài)有機(jī)物，廢氣中不能含有硫、鉛、、、鹵素?zé)魰?huì)使催化劑的物質(zhì)。對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō)，廢氣處理的一般原理是可以理解的，催化燃燒處理廢氣，但是否能達(dá)到預(yù)期的處理效果卻令人擔(dān)憂。對(duì)于設(shè)計(jì)單位來(lái)說(shuō)，如何為客戶(hù)提供一套可靠、經(jīng)濟(jì)的加工設(shè)備是關(guān)鍵。石油化工中的結(jié)焦不僅會(huì)使?fàn)t管傳熱系數(shù)降低、造成局部過(guò)熱現(xiàn)象、縮短爐管壽命，而且會(huì)降低裝置處理量，嚴(yán)重制約裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，催化燃燒原理，因此需要定期燒焦。計(jì)算機(jī)控制下蒸汽—空氣在線燒焦是國(guó)內(nèi)采用的較為的技術(shù)，但其存在的較大問(wèn)題是燒焦時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。如果在石油化工裝置燒焦過(guò)程中，加入一種燒焦助燃劑，就可以通過(guò)降焦反應(yīng)的活化能，大幅度提高燒焦反應(yīng)速度，就能夠在較低的溫度下，六安催化燃燒，達(dá)到縮短燒焦時(shí)間的目的。這一技術(shù)的研究有了一些突破性的進(jìn)展。將催化燃燒技術(shù)應(yīng)用于家用熱水器已基本研制成功。其催化劑是以Fe2O3、Co3O4、MnO2為活性組分，Al2O3為載體，催化劑被制成漿液，涂覆在適用于家用熱水器燃燒室大小的整體式堇青石蜂窩陶瓷上。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，在熱交換器沒(méi)有充分吸熱的情況下，其熱效率已達(dá)83.5%，超過(guò)了(η≥80%);另外，NOx的排放量的體積分?jǐn)?shù)僅為24×10- 6，低于(< 80× 10- 6)，CO含量為0.02%，達(dá)到(0.02%)。

將催化燃燒技術(shù)應(yīng)用于家用熱水器已基本研制成功。其催化劑是以Fe2O3、Co3O4、MnO2為活性組分，Al2O3為載體，催化劑被制成漿液，涂覆在適用于家用熱水器燃燒室大小的整體式堇青石蜂窩陶瓷上。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，在熱交換器沒(méi)有充分吸熱的情況下，其熱效率已達(dá)83.5%，超過(guò)了(η≥80%);另外，NOx的排放量的體積分?jǐn)?shù)僅為24×10- 6，低于(< 80× 10- 6)，CO含量為0.02%，達(dá)到(0.02%)。石油化工中的結(jié)焦不僅會(huì)使?fàn)t管傳熱系數(shù)降低、造成局部過(guò)熱現(xiàn)象、縮短爐管壽命，而且會(huì)降低裝置處理量，嚴(yán)重制約裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此需要定期燒焦。計(jì)算機(jī)控制下蒸汽—空氣在線燒焦是國(guó)內(nèi)采用的較為的技術(shù)，但其存在的較大問(wèn)題是燒焦時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。如果在石油化工裝置燒焦過(guò)程中，加入一種燒焦助燃劑，就可以通過(guò)降焦反應(yīng)的活化能，大幅度提高燒焦反應(yīng)速度，就能夠在較低的溫度下，達(dá)到縮短燒焦時(shí)間的目的。這一技術(shù)的研究有了一些突破性的進(jìn)展。(4)熱量回收方法在能耗可以接受的情況下，對(duì)于風(fēng)量較小的情況，一般采用簡(jiǎn)單管直接換熱來(lái)回收熱量；對(duì)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。

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