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催化燃烧设备

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催化燃烧设备的优点是什么

来源:未知 发布日期:2021-04-12 15:21关注次数:
催化燃烧设备的***点是什么
 
催化燃烧设备是典型的气固催化反应,其本质是活性氧氧化。在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低活化能,同时催化剂表面具有吸附作用,使反应物分子在表面富集,提高反应速率,加快反应速度。在催化剂的帮助下,废气可以在低起燃温度下进行无焰燃烧,并被氧化分解为CO2和H2O,同时可以释放出***量的热能。
 
催化燃烧设备***点:起燃温度低,节能。与直接燃烧相比,废气催化燃烧具有起燃温度低、能耗低的明显***点。在某些情况下,在达到起燃温度后,不需要外部加热。
 
催化燃烧设备催化剂的主要性能指标:在空速高、温度低的条件下,废气燃烧反应转化率接近100%,表明该催化剂具有较高的活性。催化剂的活性可分为三个阶段:诱导活化、稳定化、老化和失活,使用寿命有限。工业实用催化剂的使用寿命一般在2年以上。使用寿命的长短与较***的活性结构的稳定性有关,稳定性取决于耐热和抗毒的能力。废气催化燃烧设备要求催化燃烧中使用的催化剂具有高耐热性和耐毒性。废气的催化燃烧一般不在严格的操作条件下进行,因为废气的浓度、流量和成分往往不稳定,所以要求催化剂对操作条件有广泛的适应性。催化燃烧过程操作空速高,气流对催化剂的冲击***。同时,由于床温会有升有降,会造成热胀冷缩,容易使催化剂载体破裂。因此,催化剂应具有较***的机械强度和******的耐热膨胀性和耐寒收缩性。
 
目前,催化剂的种类相当多,根据活性成分***致可以分为三类:
 
1.过渡金属氢化物催化剂
 
作为一种替代贵金属的催化剂,采用了强氧化性的过渡金属氧化物,对甲烷、一氧化碳等烃类具有较高的活性,同时降低了催化剂如MnOx、CoOx、CuOx的成本。***连理工***学研制的含二氧化锰催化剂,在130℃和13000h-1的空速下,可以脱除乙醛、丙酮和苯蒸气。
 
2.双氧化物催化剂
 
一般认为,由于结构或电子调制的相互作用,废气催化燃烧设备中的复合氧化物比相应的单一氧化物具有更高的活性。主要有以下两类:
 
(1)钙钛矿型复合氧化物
 
在一定条件下,稀土和过渡金属氧化物可以形成通式为ABO3的钙钛矿型复合氧化物,其活性明显***于相应的单一氧化物。一般A是四面体结构,B是八面体结构,所以A和B形成交替的三维结构,容易置换产生性格缺陷,即催化活性中心,表面晶格氧提供高度活性的氧化中心,从而实现氧化反应。有几种常见的类型,如BaCuO2和LaMnO3。
 
(2)尖晶石型复合氧化物
 
3.贵金属催化剂
 
铂、钯、钌等贵金属对烃类及其衍生物的氧化具有较高的催化活性,且使用寿命长、适用范围广、易回收,是***常用的废气燃烧催化剂。比如***内***早使用的Pt-Al2O3催化剂就属于这类催化剂。然而,由于其资源缺乏、价格昂贵、毒性抗性差,人们一直在努力寻找替代品或尽量减少其用量。
 
作为复合氧化物的重要结构类型,以AB2X4为代表。尖晶石也具有***异的氧化催化活性。例如,一氧化碳催化燃烧的燃点在低温(约80℃)下下降,碳氢化合物的氧化可以在低温下实现。其中研究活跃的CuMn2O4尖晶石在芳烃方面***别活跃。比如燃烧甲苯只需要260℃,实现低温催化燃烧,具有***殊的现实意义。
 
催化燃烧设备中使用的催化燃烧方法属于热破坏方法。其机理是废气中成分的氧化、热裂解和热分解,从而将其转化为CO2和H2O。催化燃烧技术为污染物的处理提供了一种经济的解决方案。废气催化燃烧处理具有净化能耗低、无二次污染的***点。催化燃烧的净化效率一般在97%以上,是一种净化高浓度、低流量废气的技术。
 
催化燃烧适用于含有可燃气体、蒸汽等气体的净化,但对于含有***量尘粒、雾滴等的气体,容易造成催化床堵塞,降低催化活性,从而降低净化效率。催化燃烧净化方法适用于几乎所有排放碳氢化合物或有气味化合物的工业生产过程。
 
催化燃烧是一种利用催化剂在低温下氧化分解废气中可燃物质的净化方法。所以催化燃烧也叫催化化学转化。由于催化剂加速了氧化分解过程,在300~450℃时,***部分烃类可以被催化剂氧化。
 
与热燃烧方法相比,催化燃烧需要的辅助燃料更少,能耗更低,设备和设施更小。但由于所用催化剂中毒、催化剂床层更换和清洗成本高,影响了该方法在工业生产中的推广应用。