廢氣預(yù)處理可延長催化劑和催化燃燒設(shè)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(xué)物質(zhì)存在，則要對廢氣做預(yù)處理，否則這些有害成分會(huì)對催化劑的壽命產(chǎn)生很大影響。

廢氣應(yīng)經(jīng)過預(yù)處理（除塵除油除濕）再通入催化倉。灰塵、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(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致催化劑催化作用，因此，應(yīng)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(jié)失活，因此應(yīng)盡量減少水蒸氣和油霧漆霧進(jìn)入催化劑床層。

催化燃燒是一種涉及氣—固兩相的化學(xué)反應(yīng)，其本質(zhì)機(jī)理為在有活性氧參與的條件下發(fā)生的深度氧化反應(yīng)[7]。在反應(yīng)過程中，加入催化劑可以顯著降低反應(yīng)所需的活化能，VOCs 富集在催化劑表面，在較低燃燒溫度下發(fā)生無焰燃燒，終分解為二氧化碳和水，同時(shí)釋放出大量的熱。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

CnHm (n m/4) O2→n CO2 m/2 H2O 能量在催化劑的作用下，VOCs 可以在較低溫度下充分燃燒，生成二氧化碳和水，去除率高達(dá)90%。催化燃燒法具有能耗低、運(yùn)行可靠穩(wěn)定、無二次污染等突出優(yōu)點(diǎn)，在歐美國家已得到廣泛推廣應(yīng)用。在我國，催化燃燒法也是處理VOCs的主要手段，其應(yīng)用比例約為55%。目前，催化燃燒法已經(jīng)成為處理VOCs的主流。

?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)化為無毒的CO2、H2O和N2。所用催化劑為通常所說的三效催化劑,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,周期地快速強(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)大的市場前景。  

催化燃燒過程當(dāng)氣流中的污染物可被氧化時(shí)，燃燒是一種徹底的污染控制方案

碳?xì)浠衔锞蛯儆谶@類污染物。燃燒可以分為直接火焰燃燒和催化燃燒兩類。燃燒即是在氧和熱的作用下將碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為水和二氧化碳。其反應(yīng)方程式如下：CnH2m （n m/2）O2=nCO2 H2O Heat在燃燒過程中，氣流量和有機(jī)物負(fù)荷是選擇燃燒技術(shù)的重要參數(shù)。一個(gè)衡量污染物負(fù)荷的參數(shù)是低極限（LEL）或低可燃極限（LFL）。氣流的低極限是氣體可自燃的有機(jī)物濃度（100%LEL）。由于100%LEL具有危險(xiǎn)，美國消防協(xié)會(huì)規(guī)定氣流的LEL不能超過50%,在LEL超過25%時(shí)應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w監(jiān)控裝置。另一個(gè)要考慮的因素是氣流的能量密度，當(dāng)氣流的能量密度必須大于3.7MJ/m3時(shí)點(diǎn)火后氣體可自行維持燃燒，否則需要提供輔助燃料，另外要考慮燃燒后不產(chǎn)生有毒的副產(chǎn)品。能量值低于3.7MJ/m3的氣體，可利用催化劑來幫助氧化燃燒。

經(jīng)常使用的活性催化劑是鉑或鈀的化合物，使用陶瓷作載體。使用催化劑可降低燃燒溫度，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，但是主要缺點(diǎn)是微量的硫和鉛的化合物會(huì)使催化劑，而且特定的催化劑對每種有機(jī)污染物起到催化燃燒的作用是不同的，對有些有機(jī)污染物的去除可能無效。