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催化燃燒單元反應(yīng)的關(guān)鍵是選擇合適的催化劑。催化劑的要求是:高活性,特別是低溫活性,以便在可能的蕞低溫度啟動(dòng)反應(yīng)。燃燒反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),釋放出大量的熱量可以使高溫催化劑的表面達(dá)到500 ~ 1000,和催化劑很容易減少活動(dòng)由于融化,所以催化劑需要能夠承受高溫。
催化燃燒設(shè)備的優(yōu)點(diǎn):可以降低有機(jī)廢氣的初始燃燒溫度。例如,在以氧化鋁為載體的Pt催化劑(Pt/Al2O3)作用下,甲醛在室溫下開(kāi)始燃燒,直接燃燒法的起始燃點(diǎn)通常為260 ~ 420。燃燒不受碳?xì)浠衔餄舛鹊南拗?。基本沒(méi)有二次污染。設(shè)備簡(jiǎn)單,投資少,快。
催化劑在催化燃燒系統(tǒng)中的作用與影響
通常VOCs的自燃燒溫度較高,通過(guò)催化劑的活化,可降低VOCs燃燒的活化能,從而降低起燃溫度,減少能耗,節(jié)約成本。
在VOCs催化燃燒系統(tǒng)中,反應(yīng)空速通常指體積空速(GHSV),體現(xiàn)出催化劑的處理能力:
然而當(dāng)含量高到一定程度后,金屬顆粒容易聚集長(zhǎng)大成為較大的顆粒,與VOCs的接觸面反倒下降,大部分被包在內(nèi)部,此時(shí)增加含量反而不利于催化劑活性的提高。
穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下,氣體體積膨脹對(duì)空速影響不大,因?yàn)橐话愣訴OCs含量不高,僅僅這部分氣體的膨脹,體積流量的增加很少。
催化燃燒設(shè)備采用的催化燃燒技術(shù)具有燃點(diǎn)低,能耗低的特點(diǎn),可增加低濃度廢氣的處理效率,在催化反應(yīng)、化工領(lǐng)域、自動(dòng)檢測(cè)和環(huán)境工程控制等領(lǐng)域均具有重要應(yīng)用。但由于催化劑容易,壽命等因素使其在廢氣處理中的應(yīng)用具有局限性。因此新型催化燃燒催化劑,研制具有大比表面積、低起燃點(diǎn)、空速及抗毒能力強(qiáng)的非催化劑,使其能夠在低溫條件下同時(shí)降解多種不同濃度廢物,將成為今后研究工作的。同時(shí)催化燃燒裝置應(yīng)向整體型、節(jié)能型發(fā)展,以降低造價(jià)和使用費(fèi)。
催化燃燒設(shè)備整治有較多對(duì)策, 其整治方式 包含根源減藥、正中間操縱和尾端解決等?,F(xiàn)階段,在我國(guó)以尾端整治主導(dǎo)。尾端整治技術(shù)性一般分成毀滅性解決和收購(gòu)性解決。毀滅性解決主要包含催化燃燒裝置法和集中焚燒處理法?;厥仗幚戆ㄎ辗?、冷凝法、吸附法和膜分離法?;厥仗幚砑夹g(shù)手段不成熟,成本高,尚未大規(guī)模應(yīng)用。焚燒法是將揮發(fā)性有機(jī)化合物直接引入焚燒爐,在焚燒爐中充分燃燒,產(chǎn)生二氧化碳和水。該方法成本低,適用范圍廣,技術(shù)路線成熟。催化燃燒法是在廢氣燃燒過(guò)程中加入一定的催化劑,降低揮發(fā)性有機(jī)化合物的燃點(diǎn),使揮發(fā)性有機(jī)化合物充分燃燒,產(chǎn)生二氧化碳和水,實(shí)現(xiàn)直接排放。目前,常用的催化劑包括銅、鐵、鈦等非和鈀、金、鉑等。焚燒法和催化燃燒法在揮發(fā)性有機(jī)化合物處理中占據(jù)核心地位,因其分解氧化、處理而得到應(yīng)用。其中,催化燃燒法由于沒(méi)有明火而被使用,節(jié)能、氧化溫度低而得到應(yīng)用。