催化燃燒的處理注意是項和設(shè)計時的考慮問題

催化燃燒處理注意事項

一、廢氣成分中，不能含有下列物質(zhì)；有高粘性的油脂類。如磷、鉍、砷、銻、汞、鉛、錫；濃度好的粉塵；

二、設(shè)備安裝場所無腐蝕性氣體，并有良好的防雨措施；

三、設(shè)備所需電源為：三相交流380V頻率50Hz；

四、設(shè)備選型時，注明廢氣的成分、濃度及出入口溫度；

催化燃燒設(shè)備設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾方面問題

一、良好的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng)，所以，無論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段，都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行，以獲得較不錯的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的不怕熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應(yīng)，以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇。

二、便于清洗和換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu)，便于清洗和換催化劑載體。

三、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用氣作輔助燃料，也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體，如果凈化后的氣體不能作為助燃，則應(yīng)引入空氣助燃。

四、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室具有足夠的長度和空間。催化燃燒設(shè)備應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯不怕火材料，或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。

催化燃燒過程的燃燒過程是在催化燃燒設(shè)備進(jìn)行。廢氣通過熱交換器預(yù)熱至200～400℃，然后進(jìn)入燃燒室。當(dāng)它通過催化劑床時，混合氣體中的烴分子和氧分子分別吸附在催化劑表面上并活化。由于表面吸附降低了反應(yīng)的活化能，碳?xì)浠衔锖脱醴肿釉谳^低溫度下被氧化，產(chǎn)生二氧化碳和水。催化劑燃燒反應(yīng)的關(guān)鍵是選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎?。催化劑的需求：高活動，是低溫活性好，所以開始的時候溫度盡可能低。燃燒是一種放熱反應(yīng)，釋放大量的熱量可使催化劑表面達(dá)到500～1000攝氏度，而且催化劑易熔化，活性降低，因此要求催化劑能夠承受高溫。

用于催化燃燒的催化劑可分為1：1貴金屬：鉑、鈀、釕等。貴金屬催化劑具有較不錯的活性和氧化容易回收等等，雖然有稀缺資源，昂貴的和糟糕的抗毒性缺點，但仍然是世界上主要的催化劑。非貴金屬：過渡元素氧化物和稀土元素氧化物。單組分氧化物，如氧化銅(CuO)和氧化鎳(NIO)。單組分氧化物的不怕熱性差，活性低，限制了其應(yīng)用。后切換到兩個或兩個以上的金屬氧化物的混合物，如二氧化錳-氧化銅(3：2)化合物，三氧化二鐵-鉻酸復(fù)雜，銅氧化物、三氧化鉻復(fù)雜，尖晶石復(fù)雜鈷、錳、銅、錳、鎳、鋅鉻酸鹽等。雖然復(fù)合氧化物可以某些催化性能，但氧化活性仍低于貴金屬。此外，還存在釷、鎳、鉬、硫化鈷等金屬硫化物。一般只適用于這類催化劑催化燃燒的碳?xì)浠衔?，硫、使用溫度限制?00~400℃，高溫，容易分解。

廢氣催化燃燒設(shè)備催化劑的主要性能指標(biāo)：在空速較不錯，溫度較低的條件下，廢氣的燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化率接近1，表明該催化劑的活性較不錯。催化劑的活性分誘導(dǎo)活化、穩(wěn)定、衰老失活3個階段，有使用限期，工業(yè)上實用催化劑的壽命一般在2年以上。使用期的長短與好活性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有關(guān)，而穩(wěn)定性取決于不怕熱、抗毒的能力。廢氣催化燃燒設(shè)備對催化燃燒所用催化劑則要求具有較不錯的不怕熱和抗毒的性能。廢氣的催化燃燒一般不會在很嚴(yán)格的操作條件下進(jìn)行，這是由于廢氣的濃度、流量、成分等往往不穩(wěn)定，因此要求催化劑具有較寬的操作條件適應(yīng)性。催化燃燒工藝的操作空速大，氣流對催化劑的沖擊力較不錯，同時由于床層溫度會升降，造成熱脹冷縮，易使催化劑載體破裂，因而催化劑要具有大的機械強度和良好的抗熱脹冷縮性能。

催化燃燒設(shè)備用的催化燃燒法屬于熱力破壞法。其機理是氧化和熱裂解、熱分解廢氣中的成分，使其轉(zhuǎn)化成CO2和H2O。催化燃燒技術(shù)為污染物的治理提供了經(jīng)濟解決辦法，廢氣采用催化燃燒處理具有凈化、能耗低、無二次污染等優(yōu)點。催化燃燒的凈化速率一般都在90%以上，是濃度好、小流量廢氣凈化的技術(shù)。

催化劑種類目前催化劑的種類已相當(dāng)多，按活性成分大體可分3類：

一、復(fù)氧化物催化劑

一般認(rèn)為，廢氣催化燃燒設(shè)備復(fù)氧化物之間由于存在結(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。主要有以下兩大類：

(1)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表示，尖晶石亦具有優(yōu)良的氧化催化活性，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)可實現(xiàn)氧化，其中研討活躍的CuMn2O4尖晶石，對芳烴的活性尤為，如使甲苯燃燒只需260℃，實現(xiàn)低溫催化燃燒，具有特別實際意義。

(2)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形成具有鈣鈦礦型的復(fù)合氧化物，通式為ABO3，其活性明顯優(yōu)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形成交替立體結(jié)構(gòu)，易于取代而產(chǎn)生品格缺陷，即催化活性中心位，表面晶格氧提供活性好的氧化中心，從而實現(xiàn)氧化反應(yīng)。常見的有幾類如：BaCuO2、LaMnO3等。

二、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，且使用壽命不錯，適用范圍廣，易于回收，因而是常用的廢氣燃燒催化劑。如我國較早采用的Pt-Al2O3催化劑就屬于此類催化劑。

三、過渡金屬氫化物催化劑

作為取代貴金屬催化劑，采用氧化性較不錯的過渡金屬氧化物，對甲烷等烴類和一氧化碳亦具有較不錯的活性，同時降低了催化劑的成本，常見的有MnOx、CoOx和CuOx等催化劑。