?VOCs催化燃燒的基本原理介紹

VOCs催化燃燒基本原理

催化燃燒的本質(zhì)就是燃燒，從化學(xué)角度來(lái)說(shuō)燃燒反應(yīng)就是深度氧化反應(yīng)，燃燒反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與深度氧化反應(yīng)是一樣，VOCs經(jīng)過(guò)燃燒（或催化燃燒）生成二氧化碳和水，燃燒過(guò)程放出的熱量和深度氧化反應(yīng)是一樣的。基本反應(yīng)如下：

VOCs O2 == CO2 H2O Q  

催化劑的定義：

催化劑是一種加快化學(xué)反應(yīng)速率,本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)。催化劑不改變化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)，只改變化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)，其本質(zhì)就是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，加快化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。在VOCs氧化反應(yīng)中就是降低反應(yīng)溫度。這也是熱力燃燒（TO、RTO）需要800 oC甚至更高的溫度，而催化燃燒通常只要350 oC左右的科學(xué)道理。

催化燃燒法在VOCs治理應(yīng)用

催化燃燒法在VOCs治理中的重要地位

VOCs治理有較多措施， 其治理方法包括源頭減量、中間控制和末端處理等。目前，我國(guó)以末端治理為主。末端治理技術(shù)一般分為破壞性處理和回收性處理。破壞性處理主要包括催化燃燒法和焚燒處理法?；厥招蕴幚戆ㄎ辗?、冷凝法、吸附法和膜分離法等?；厥招蕴幚硪蚱浼夹g(shù)手段還不成熟，成本較高，目前沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用。焚燒法是直接將VOCs 通入焚燒爐中，在爐內(nèi)充分燃燒，產(chǎn)生二氧化碳和水。該方法成本較低，運(yùn)用范圍較廣，技術(shù)線路也比較成熟。催化燃燒法是在廢氣燃燒的時(shí)候加入某種催化劑，降低VOCs 的燃點(diǎn), 使VOCs能夠充分燃燒, 蕞終生成二氧化碳和水，實(shí)現(xiàn)直排。當(dāng)前常用催化劑種類有Cu、Fe、Ti等非與Pd、Au、Pt等兩大類。焚燒處理法和催化燃燒法在VOCs治理中占據(jù)核心地位，因其分解氧化徹底、治理效率髙而得到廣泛應(yīng)用，其中催化燃燒法因無(wú)明火、節(jié)能、氧化溫度低而得到廣泛應(yīng)用。

?催化燃燒應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？

催化燃燒應(yīng)用在汽車尾氣凈化領(lǐng)域

汽車尾氣催化凈化劑其應(yīng)用原理是在汽車排氣管尾部安裝催化轉(zhuǎn)化器，CO、HC和NOx借助燃燒催化劑的作用,發(fā)生氧化還原反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的CO2、H2O和N2。所用催化劑為通常所說(shuō)的三效催化劑,既有把NOx還原的功能,同時(shí)又有把CO和烴類氧化的功能。在大量過(guò)剩氧氣的存在下，具備原位NOx還原能力催化劑的發(fā)展，是對(duì)于下一代燃油經(jīng)濟(jì)型發(fā)動(dòng)機(jī)的蕞大挑戰(zhàn)。

如果這一點(diǎn)能夠順利實(shí)現(xiàn),商業(yè)化的發(fā)動(dòng)機(jī)可以節(jié)約燃油25%以上。汽車制造商開(kāi)發(fā)的部分雜合貧燃發(fā)動(dòng)機(jī),是將在貧油狀態(tài)下產(chǎn)生的NOx儲(chǔ)存在內(nèi)置于TWC中的一種堿土金屬氧化物(如BaO)中,周期地快速?gòu)?qiáng)化空氣—燃油比，將儲(chǔ)存的NOx在TWC上還原。其基本要求為必須使用含硫量低的燃油,以防止SOX吸附于催化劑上而導(dǎo)致催化劑的活性中心。

隨著新材料的應(yīng)用,以及低硫含量(<50μg/g)的推廣生產(chǎn)，這種技術(shù)在21世紀(jì)具有強(qiáng)大的市場(chǎng)前景。