催化燃燒簡(jiǎn)介

揮發(fā)性有機(jī)物 (Volatile Organic Compounds,簡(jiǎn)稱VOCs)是石油化工、制藥、印刷、噴漆、制鞋等行業(yè)排放廢氣中的主要污染物。該類有機(jī)物大多具有毒性并伴有惡臭 , 部分還可以致癌 , 且多數(shù) VOCs 對(duì)臭氧層有破壞作用。傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣凈化方法有吸附法、冷凝法和直接燃燒法等 , 但它們有易產(chǎn)生二次污染、能耗大、易受有機(jī)廢氣濃度和溫度限制的缺點(diǎn)。而能否以自熱維持體系的正常反應(yīng)則取決于燃燒過(guò)程的放熱量、催化劑的起燃溫度、熱量回收率、廢氣的初始溫度等條件。而新興的催化燃燒技術(shù)已由實(shí)驗(yàn)階段走向工程實(shí)踐。

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催化劑種類

燃燒型催化劑的種類比較多，按活性成分大體可分為貴金1屬催化劑、過(guò)渡金屬氧化物催化劑和復(fù)氧化物催化劑3大類。

貴金1屬催化劑

Pt、Pd、Ru等貴金1屬對(duì)烴類及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性，且使用壽命長(zhǎng)、適用范圍廣、易于回收，因而是常用的廢氣燃燒催化劑。如我國(guó)早采用的Pt2Al2O3催化劑就屬于此類催化劑。在此后的半個(gè)多世紀(jì)，多相催化工業(yè)技術(shù)經(jīng)歷了40年代末至50年代初的石油煉制技術(shù)的大發(fā)展。但由于其資源稀少、價(jià)格昂貴、耐中1毒性差，因此，人們一直在努力尋找替代品，盡量減少其用量。

過(guò)渡金屬氧化物催化劑

作為貴金1屬催化劑的取代品，氧化性較強(qiáng)的過(guò)渡金屬氧化物對(duì)CH4等烴類和CO的氧化都具有較高的催化活性，同時(shí)成本較低，常見(jiàn)的有MnOx、CoOx和CuOx等催化劑。大連理工大學(xué)研制的含MnO2催化劑，在一定條件下能消CH3OH蒸汽，對(duì)C2H4O、C3H6O、C6H6 蒸汽的清除也很有效果。當(dāng)回收熱量超過(guò)預(yù)熱所需熱量時(shí)，可實(shí)現(xiàn)自身熱平衡，無(wú)需外界補(bǔ)充熱源，這是最1經(jīng)濟(jì)的。

復(fù)氧化物催化劑

一般認(rèn)為，復(fù)氧化物之間由于存在結(jié)構(gòu)或電子調(diào)變等相互作用，其催化活性比相應(yīng)的單一氧化物要高。

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催化燃燒設(shè)備的焊補(bǔ)與焊接

（1）催化燃燒力學(xué)性能的一般要求如下：

當(dāng)焊接低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼時(shí)，可使用相同的強(qiáng)度電極；

焊接交變載荷或沖擊載荷件，應(yīng)涂敷金屬?gòu)?qiáng)度略低于焊條的母材強(qiáng)度；

母材焊接性差，如高碳鋼的過(guò)渡層焊接的方法。應(yīng)注意碳鋼的修復(fù)和堆焊，而不是結(jié)構(gòu)焊接。

催化燃燒設(shè)備不同材料的母材應(yīng)與強(qiáng)度較低的母材焊接。

（2）對(duì)物理和化學(xué)性質(zhì)的一般要求如下：

工作條件下的高溫或低溫焊接部分，應(yīng)選擇相應(yīng)的電極溫度抗性品種，如耐熱鋼焊條在低溫，高合金奧氏體大??；

在選擇堆焊電極時(shí)，須區(qū)分磨損類型和中等腐蝕類型，并選擇相應(yīng)的電極成分和性能（尤其是硬度）。

VOCs廢氣中的粉塵

如果VOCs廢氣中含有較多粉塵，由于通過(guò)催化劑的氣流速度快，一方面粉塵摩擦催化劑表面導(dǎo)致催化劑表面活性物質(zhì)的流失，另一方面也有可能沉積在催化劑表面。這兩個(gè)因素均會(huì)導(dǎo)致催化劑活性下降。因此對(duì)于高粉塵有機(jī)廢氣，在設(shè)備前端應(yīng)該添加除塵設(shè)備。