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催化燃燒性能通俗的說就是降低反應溫度的幅度,在實際工業(yè)使用中,催化劑性能體現(xiàn)在使用溫度,使用壽命、和抗性能。
但是,這里需要說明的是,催化劑是高科技產(chǎn)品,開發(fā)一個催化劑需要大量的科研投入的。比如一個實驗室性能非常好的催化劑,很有可能無法產(chǎn)業(yè)化。講一個非常簡單的例子,搞催化研究的都知道,上世紀八十年代日本的Haruta發(fā)現(xiàn)的負載金催化劑對(CO)氧化超高活性,實驗室可以在冰點(0 oC)將CO氧化成二氧化碳(CO2)。然而,早些年,燃氣熱水器市場中有一款消除CO的燃氣熱水器,煙道氣排出口處裝了一塊催化劑模塊,煙道氣溫度大約在120 oC左右,“測試初期濃度為0,持續(xù)了大概10分鐘濃度到達6ppm,濃度蕞高的時候達到26ppm。說明催化劑的活性下降很快。這就是實驗室催化劑和現(xiàn)實應用中的差距。
催化燃燒設備的性能是發(fā)揮催化劑性能的關鍵,催化燃燒設備看起來簡單,但是里面也涉及很多科學問題,比如氣流分布、溫度分布、熱量回用。更為重要的是如何與業(yè)主的工況相匹配。
有人說,VOCs反應就是燃燒反應,只要用上催化劑就可以了,事實上由于VOCs的化學成分不一樣,要求催化劑性能會有天壤之別。比如丙烷催化燃燒,普通的催化劑在實驗室條件下400 oC很難有效催化,而炳烯200 oC就能完全消除了。當然,催化燃燒也不是的,在實際應用中需針對適合催化燃燒場合。
廢氣預處理可延長催化劑和催化燃燒設備的壽命原因分析
廢氣可能含有一些對催化劑有害成分,如果已知有這樣的化學物質存在,則要對廢氣做預處理,否則這些有害成分會對催化劑的壽命產(chǎn)生很大影響。
廢氣應經(jīng)過預處理(除塵除油除濕)再通入催化倉?;覊m、積碳及高沸粘性物附著于催化劑表面,覆蓋催化劑活性位點,會導致催化劑催化作用,因此,應盡量避免灰塵及高沸粘性物的引入。
較高濕度環(huán)境中,水蒸氣和油霧漆霧在高溫下容易與催化劑發(fā)生作用,造成催化劑燒結失活,因此應盡量減少水蒸氣和油霧漆霧進入催化劑床層。
催化燃燒應用在處理有機廢氣領域
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。