?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)角度來說燃燒反應(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)過燃燒（或催化燃燒）生成二氧化碳和水，燃燒過程放出的熱量和深度氧化反應(yīng)是一樣的?；痉磻?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。

?催化燃燒應(yīng)用在燃氣輪機發(fā)電領(lǐng)域

催化燃燒應(yīng)用于燃氣輪機發(fā)電不僅能夠降低對環(huán)境的破壞，還大大提高了燃氣輪機的效率。美國在20世紀(jì)末蕞后10年里，天燃氣電廠以每年6000MW裝機容量的速率逐年遞增。隨著“西氣東輸”世紀(jì)工程的啟動，我國天燃氣發(fā)電領(lǐng)域也逐漸與世界接軌，因此對該領(lǐng)域中存在的應(yīng)用技術(shù)問題的探索已是刻不容緩。

燃燒中的環(huán)境問題是由于天燃氣的熱值較高，使得燃燒室溫度高達1800℃ ，助燃空氣中的N2發(fā)生高溫氧化，造成NOX污染。它以催化燃燒代替?zhèn)鹘y(tǒng)的火焰燃燒方式,燃燒室溫度被降至1500℃以下,能夠有效地抑制熱效應(yīng)NOX生成反應(yīng)的發(fā)生。

工業(yè)領(lǐng)域?qū)Υ呋紵夹g(shù)的興趣還在于,催化劑能夠穩(wěn)定貧燃火焰,進行高空燃比燃燒,增大了燃料的利用率;另外，催化劑促進的無焰燃燒,產(chǎn)生的熱流溫度適中，無須冷卻空氣進行稀釋,可直接驅(qū)動燃氣輪機,從而提高熱效。

催化燃燒方法是一種實用簡便的有機廢氣凈化處理技術(shù)，該技術(shù)是將有機物分子在催化劑表面作用發(fā)生深度氧化轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳和水的方法,又稱為催化完全氧化或催化深度氧化方法。

一種發(fā)明為工業(yè)苯廢氣的催化燃燒技術(shù)，應(yīng)用的是低成本的非催化劑，催化劑基本由CuO、MnO2、銅錳尖晶石、ZrO2、CeO2、鋯、固溶體構(gòu)成，可大大降低催化燃燒的反應(yīng)溫度，提高催化活性，還可以大幅度延長催化劑壽命。一種發(fā)明為催化燃燒催化劑，用于有機廢氣凈化處理的催化燃燒催化劑，由塊狀的蜂窩陶瓷載體骨架與涂覆其上的涂層以及活性組分組成。

該催化劑的涂層由Al2O3、SiO2和一種或幾種堿土金屬氧化物共同形成的復(fù)合氧化物組成，因而具有良好的耐高溫性能，活性組分以浸漬法擔(dān)載，其有效利用率高。