全國咨詢熱線：18903790652
催化燃燒法對于廢氣處理而言，可以讓燃燒物在較低的溫度下燃燒，對于改善燃燒過程以及降低反應溫度、促進燃燒物完全燃燒從而實現抑制有毒有害物質的形成等各個方面都有十分重要的作用，是一個環境友好的過程，催化燃燒法應用領域不斷發展，已已經廣泛地應用在工業廢氣處理諸多方面。
催化燃燒法是借助催化劑在低溫下(200～400℃)下，實現對有機物的完全氧化，因此，能耗少，操作簡便，安全，凈化效率高，在有機廢氣特別是回收價值不大的有機廢氣凈化方面，比如化工，噴漆、絕緣材料、漆包線、涂料生產等行業應用較廣，已有不少定型設備可供選用。? ??
一、催化原理及裝置組成? ?
(1)催化劑定義：催化劑是一種能提高化學反應速率，控制反應方向，在反應前后本身的化學性質不發生改變的物質。
(2) 催化作用機理：催化作用的機理是一個很復雜的問題，這里僅做簡介。在一個化學反應過程中，催化劑的加入并不能改變原有的化學平衡，所改變的僅是化學反應的速度，而在反應前后，催化劑本身的性質并不發生變化。
那么，催化劑是怎樣加速了反應速度呢了既然反應前后催化劑不發生變化，那么催化劑到底參加了反應沒有?實際上，催化劑本身參加了反應，正是由于它的參加，使反應改變了原有的途徑，使反應的活化能降低，從而加速了反應速度。
例如反應A+B→C是通過中間活性結合物(AB)過渡而成的，即：?A+B→[AB]→C? 其反應速度較慢。當加入催化劑K后，反應從一條很容易進行的途徑實現：?A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K? ????
中間不再需要[AB]向C的過渡，從而加快了反應速度，而催化劑并未改變性質。? ????
(3) 催化燃燒法的工藝組成：不同的排放場合和不同的廢氣，有不同的工藝流程。但不論采取哪種工藝流程，都由如下工藝單元組成。
①廢氣預處理：為了避免催化劑床層的堵塞和催化劑中毒，廢氣在進入床層之前必須進行預處理，以除去廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。?
②預熱裝置：預熱裝置包括廢氣預熱裝置和催化劑燃燒器預熱裝置。
因為催化劑都有一個催化活性溫度，對催化燃燒法來說稱催化劑起燃溫度，必須使廢氣和床層的溫度達到起燃溫度才能進行催化燃燒，因此，必須設置預熱裝置。但對于排出的廢氣本身溫度就較高的場合，如漆包線、絕緣材料、烤漆等烘干排氣，溫度可達300℃以上，則不必設置預熱裝置。??
預熱裝置加熱后的熱氣可采用換熱器和床層內布管的方式。
預熱器的熱源可采用煙道氣或電加熱，目前采用電加熱較多。當催化反應開始后，可盡量以回收的反應熱來預熱廢氣。
在反應熱較大的場合，還應設置廢熱回收裝置，以節約能源。??
預熱廢氣的熱源溫度一般都超過催化劑的活性溫度。
為保護催化劑，加熱裝置應與催化燃燒裝置保持一定距離，這樣還能使廢氣溫度分布均勻。?
從需要預熱這一點出發，催化燃燒法最適用于連續排氣的凈化，若間歇排氣，不僅每次預熱需要耗能，反應熱也無法回收利用，會造成很大的能源浪費，在設計和選擇時應注意這一點。?
③催化燃燒裝置：一般采用固定床催化反應器。反應器的設計按規范進行，應便于操作，維修方便，便于裝卸催化劑。?
眾明環保在進行催化燃燒的工藝設計時，應根據具體情況，對于處理氣量較大的場合，設計成分建式流程，即預熱器、反應器獨立裝設，其間用管道連接。對于處理氣量小的場合，可采用催化焚燒爐，把預熱與反應組合在一起，但要注意預熱段與反應段間的距離。
在有機物廢氣的催化燃燒中，所要處理的有機物廢氣在高溫下與空氣混合易引起爆炸，安全問題十分重要。
因而，一方面必須控制有機物與空氣的混合比，使之在爆炸下限；另一方面，催化燃燒系統應設監測報警裝置和有防爆措施。?????
二、催化燃燒法用催化劑? ????
由于有機物催化燃燒法的催化劑分為貴金屬(以鉑、鈀為主)和賤金屬催化劑。
貴金屬為活性組分的催化劑分為全金屬催化劑和以氧化鋁為載體的催化劑。
全金屬催化劑是以鎳或鎳鉻合金為載體，將載體做成帶、片、丸、絲等形狀，采用化學鍍或電鍍的方法，將鉑、鈀等貴金屬沉積其上，然后做成便于裝卸的催化劑構件。
由氧化鋁作載體的貴金屬催化劑，一般是以陶瓷結構作為支架，在陶瓷結構上涂覆一層僅有0．13mm的α-氧化鋁薄層，而活性組分鉑、鈀就以微晶狀態沉積或分散在多孔的氧化鋁薄層中。? ???
?但由于貴金屬催化劑價格昂貴，資源少，多年來人們特別注重新型的、價格較為便宜的催化劑的開發研究，我國是世界上稀土資源最多的國家，我國的科技工作者研究開發了不少稀土催化劑，有些性能也較好。????
?
三、催化劑中毒與老化?在催化劑使用過程中，由于體系中存在少量雜質，可使催化劑的活性和選擇性減小或者消失，這種現象叫催化劑中毒。
這些能使催化劑中毒的物質稱之為催化劑毒物，這些毒物在反應過程中或強吸附在活性中心上，或與活性中心起化學作用而變為別的物質，使活性中心失活。?????
毒物通常是反應原料中帶來的雜質，或者是催化劑本身的某些雜質，另外，反應產物或副產物本身也可能對催化劑毒化，一般所指的是硫化物如H2S、硫氧化碳、RSH等及含氧化合物如H2O、CO2、O2以及含磷、砷、鹵素化合物、重金屬化合物等。? ????
毒物不單單是對催化劑來說的，而且還針對這個催化劑所催化的反應，也就是說，對某一催化劑，只有聯系到它所催化的反應時，才能清楚什么物質是毒物。
即使同一種催化劑，一種物質可能毒化某一反應而不影響另一反應。? ????
按毒物與催化劑表面作用的程度可分為暫時性中毒和永久性中毒。暫時性中毒亦稱可逆中毒，催化劑表面所吸附的毒物可用解吸的辦法驅逐，使催化劑恢復活性，然而這種可再生性一般也不能使催化劑恢復到中毒前的水平。
永久性中毒稱不可逆中毒，這時，毒物與催化劑活性中心生成了結合力很強的物質，不能用一般方法將它去除或根本無法去除。????
催化劑的老化主要是由于熱穩定性與機械穩定性決定的，例如低熔點活性組分的流失或升華，會大大降低催化劑的活性。催化劑的工作溫度對催化劑的老化影響很大，溫度選擇和控制不好，會使催化劑半熔或燒結，從而導致催化劑表面積的下降而降低活性。
另外，內部雜質向表面的遷移，冷熱應力交替所造成的機械性粉末被氣流帶走。所有這些，都會加速催化劑的老化，而其中最主要的是溫度的影響，工作溫度越高，老化速度越快。
因此，在催化劑的活性溫度范圍內選擇合適的反應溫度將有助于延長催化劑的壽命。但是，過低的反應溫度也是不可取的，會降低反應速率。?
為了提高催化劑的熱穩定性，常常選擇合適的耐高溫的載體來提高活性組分的分散度，可防止其顆粒變大而燒結，例如以純銅作催化劑時，在200℃即失去活性，但如果采用共沉積法將Cu載于Cr2O3載體上，就能在較高的溫度下保持其活性。? ??
催化燃燒法是借助催化劑使有機物廢氣在較低的起燃溫度條件下進行無焰燃燒分解為二氧化碳和水蒸汽,并放出大量熱能,用化學式表示如下：
在催化燃燒中,催化劑的作用是:?提高反應速率;降低反應溫度;減少反應器的體積。
目前用于催化燃燒的催化劑除鉑、鈀類貴金屬外,非金屬催化劑的研制與應用也日益廣泛。對于碳氫化合物和一氧化碳,催化劑的活性順序為：? Pd?>?Pt?>?CO3O4?>?PdO?>?CrO3?>?Mn2O3?>?CuO?>?CeO2?>?Fe2O3?>?V2O5?>?NiO?>?Mo2O3?>?TiO2? 在催化劑的性能指標中,空間速度Vs表示催化裝置處理
廢氣能力其定義式為
催化燃燒法主要流程：? ?
有機廢氣的濃度必須控制在相應有機物爆炸極限的25%以下,當有機廢氣濃度有可能超過此值時,應安裝野風閥將其沖淡到安全值。
因此在設計中應采用靈敏可靠的溫度、濃度測定裝置,以隨時進行人工或自動調節。? ??
為防止有機廢氣在催化劑床層上燃燒時的火焰蔓延,應在有機廢氣進入凈 化裝置前安裝阻火器。目前較多采用干式阻火器,阻火材料通常為玻璃球、礫石、多孔金屬板、金屬絲網等。?
(1)?催化燃燒凈化裝置點火前,必須用空氣將風道、燃燒室等吹掃干凈,以消除可能聚集在這些部位的可燃氣體,防止點火時發生起火或爆炸。?
(2)?設備中可能積存有油污、凝液等可燃物質,它們在設備開始運行加熱時會汽化成為可燃、可爆的氣體,從而有可能導致爆炸。因此在點火前應將這些物質清除干凈。?
(3)?點火時應以火等氣,不能以氣等火。? ?
有機物RH在催化劑作用下完成氧化，一般需經過以下步驟：?
1.?反應物分子由氣相擴散到催化劑表面；?
2.?通過細孔由外表面向內表面擴散；?
3.?克服氣固界面膜的阻力被催化劑表面的活性部位吸附(至少吸附一種反應物)；?
4.?被活化的吸附物與另一種活化的吸附物、或物理吸附物、或直接來自氣相之間的反應 物進行化學反應；?
5.?反應物從催化劑表面脫附?
6.?脫附物通過細孔想催化劑外表擴散；?
7.?有外表面向氣相擴散。? 多數工業氣相反應總速度都受催化劑內擴散或催化劑與流體之間的傳熱速度所控制。
催化燃燒是典型的氣—固相催化反應，它借助催化劑降低了反應的活化能，使其在較低的起燃溫度200～ 300℃下進行無焰燃燒，有機物質氧化發生在固體催化劑表面，同時產生CO2和H2O，并放出大量的熱量，因其氧化反應溫度低，所以大大地抑制了空氣中的N2形成高溫NOx。
而且由于催化劑有選擇性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化過程，使其多數形成分子氮(N2)。
與傳統的火焰燃燒相比,催化燃燒有著很大的優勢:
(1)起燃溫度低，能耗少，燃燒易達穩定，甚至到起燃溫度后無需外界傳熱就能完成氧化反應。
(2)凈化效率高，污染物(如NOx及不完全燃燒產物等)的排放水平較低。
(3)適應氧濃度范圍大，噪音小，無二次污染，且燃燒緩和，運轉費用低，操作管理也很方便。
以上就是小編整理的關于催化燃燒法的相關信息，相信通過上文大家對催化燃燒法又多了一層了解，如果您有需要采購催化燃燒設備歡迎聯系我們。
