催化燃燒設(shè)備按活性成分分類需考慮什么
催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分化的凈化辦法。所以,催化燃燒又稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。因為催化劑加快了氧化分化的進程,***多數(shù)碳?xì)浠衔镌?00~450℃的溫度時,經(jīng)過催化劑就可以氧化。
與熱力燃燒法比較,催化燃燒所需的輔佐燃料少,能量消耗低,設(shè)備設(shè)備的體積小。
在化學(xué)反響過程中,使用催化劑下降燃燒溫度,加快有毒有害氣體氧化的辦法,叫做催化燃燒法。因為催化劑的載體是由多孔資料制造的,具有較***的比外表積和適宜的孔徑.
當(dāng)加熱到300~450℃的有機氣體經(jīng)過催化層時,氧和有機氣體被吸附在多孔資料表層的催化劑上,增加了氧和有機氣體觸摸磕碰的時機,提高了活性,使有機氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反響而生成CO2和H2O,一同產(chǎn)生熱量,然后使得有機氣體變成無害氣體。
催化燃燒設(shè)備主要由熱交換器、燃燒室、催化反響器、熱回收體系和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成。其凈化原理是:未凈化氣體在進入燃燒室曾經(jīng),先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室,在燃燒室內(nèi)到達所要求的反響溫度,氧化反響在催化反響器中進行,凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入***氣。
催化劑種類現(xiàn)在催化劑的種類已相當(dāng)多,按活性成分***體可分3類:
1、貴金屬催化劑
鉑、鈀、釕等貴金屬對烴類及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性,且運用壽命長,適用范圍廣,易于回收,因此是常用的廢氣燃燒催化劑。如我***早選用的Pt-Al2O3催化劑就歸于此類催化劑。但因為其資源稀少,價格昂貴,耐中毒性差,人們一貫極力尋找代替品或盡量減少其用量。
2、過渡金屬氫化物催化劑
作為代替貴金屬催化劑,選用氧化性較強的過渡金屬氧化物,對甲烷等烴類和一氧化碳亦具有較高的活性,一同下降了催化劑的本錢,常見的有MnOx、CoOx和CuOx等催化劑。***連理工***學(xué)的含MnO2催化劑,在130℃及空速13000h-1的條件下能消除甲醇蒸氣,對乙醛、丙酮、苯蒸氣的也很有作用。
3、復(fù)氧化物催化劑
一般以為,催化燃燒設(shè)備復(fù)氧化物之間因為存在結(jié)構(gòu)或電子調(diào)變等相互作用,活性比相應(yīng)的單一氧化物要高。***要有以下兩***類:
(1)鈣鈦礦型復(fù)氧化物
稀土與過渡金屬氧化物在條件下可以構(gòu)成具有鈣鈦礦型的復(fù)合氧化物,通式為ABO3,其活性顯著***于相應(yīng)的單一氧化物。結(jié)構(gòu)中一般A為四面體型結(jié)構(gòu),B為八面體形結(jié)構(gòu),這樣A和B構(gòu)成替換立體結(jié)構(gòu),易于代替而產(chǎn)生質(zhì)量缺陷,即催化活性位,外表晶格氧供給高活性的氧化,然后完結(jié)氧化反響。常見的有幾類如:BaCuO2、LaMnO3等。
(2)尖晶石型復(fù)氧化物
作為復(fù)氧化物重要的一種結(jié)構(gòu)類型,以AB2X4表明。尖晶石亦具有不錯的氧化催化活性,如對CO的催化燃燒起燃點落在低溫區(qū)(約80℃),對烴類亦在低溫區(qū)可完結(jié)氧化。其間研討為生動的CuMn2O4尖晶石,對芳烴的活性尤為超卓,如使甲苯燃燒只需260℃,完結(jié)低溫催化燃燒,具有***別實踐意義。
(3)催化劑負(fù)載辦法
催化劑活性組分可經(jīng)過下列辦法沉積在載體上:
電沉積在盤繞或約束的金屬載體上;沉積在顆粒狀陶瓷資料上;沉積在蜂窩結(jié)構(gòu)的陶瓷資料上。
催化燃燒設(shè)備設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾方面問題:
1、氣流和溫度均勻散布。要使經(jīng)過催化劑外表的氣流和溫度散布均勻,并確?;鹧娌恢庇|摸摸催化劑外表,燃燒室具有滿足的長度和空間。催化燃燒設(shè)備應(yīng)具有杰出的保溫作用。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火資料,或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
2、便于清洗和換。催化劑反響器一般應(yīng)設(shè)計成裝卸便利的模屜結(jié)構(gòu),便于清洗和換催化劑載體。
3、輔佐燃料和助燃。催化燃燒一般選用氣作輔佐燃料,也可用燃料油、電加熱等作輔佐燃料。助燃一般用凈化后的氣體,假如凈化后的氣體不能作為助燃,則應(yīng)引進空氣助燃。
4、較高的轉(zhuǎn)化速度。因為催化燃燒為不可逆的放熱反響,所以,不管反響進行到什么階段,都應(yīng)在盡可能高的溫度下進行,以取得較高的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的約束,如催化劑的耐熱溫度、高溫資料的取得,熱能的供給,以及是否伴有副反響等。因此實踐生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實踐情況恰當(dāng)?shù)靥暨x。