催化燃烧对催化剂的基本要求

催化燃烧对催化剂的基本要求是:既能抑制烧结、保持活性物质具有较大的比表面积及良好的热稳定性，又要具有一定的活性，可起到催化剂活性组分或助催化剂的作用。这在某种程度上是互相矛盾的，因为研究已经证明氧化物的活性和热稳定性成反比。同时，需有高的机械强度以及对燃料中所含有高的耐腐蚀性。石油化工、油漆、电镀、印刷、涂料、轮胎制造等工业的生产过程中都涉及到有机挥发化合物的使用和排放。有害的有机挥发物通常是烃类化合物、含氧有机化合物、含氯、硫、磷及卤素有机化合物，这些挥发性有机物如不经处理直接排入大气会造成严重的环境污染。传统的有机废气净化处理方法(如吸附法、冷凝法、直接燃烧法等)均存在缺陷,如易造成二次污染等。为了克服传统有机废气处理方法的缺陷,人们采用催化燃烧方法来对有机废气进行净化处理。燃煤锅炉对大气的污染已得到公认，某些地区也已对燃煤锅炉进行了改造，但改造只是将燃煤锅炉改为燃气锅炉，并没有改变燃气锅炉的传统火焰燃烧方式。催化燃烧实现了贫燃料的燃烧过程，打破了传统火焰燃烧的可燃界限,能进一步提高燃气炉的燃烧效率和热效率，符合我国“十一五”规划低排放、增长方式的要求,是一种很有发展前景的燃烧技术。

燃煤锅炉对大气的污染已得到公认，某些地区也已对燃煤锅炉进行了改造，但改造只是将燃煤锅炉改为燃气锅炉，并没有改变燃气锅炉的传统火焰燃烧方式。催化燃烧实现了贫燃料的燃烧过程，打破了传统火焰燃烧的可燃界限,能进一步提高燃气炉的燃烧效率和热效率，符合我国“十一五”规划低排放、率增长方式的要求,是一种很有发展前景的燃烧技术。催化燃烧是典型的气—固相催化反应，它借助催化剂降低了反应的活化能，使其在较低的起燃温度200～ 300℃下进行无焰燃烧，有机物质氧化发生在固体催化剂表面，同时产生CO2和H2O，并放出大量的热量，因其氧化反应温度低，所以大大地抑制了空气中的N2形成高温NOx。而且由于催化剂有选择性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化过程，使其多数形成分子氮(N2)。国内外主要研究的催化剂基本上有两大类:一类为催化剂，这类催化剂的活性和稳定性好，技术较为成熟，但由于价格高，资源短缺，所以，未能将其产业化;另一类为非金属催化剂，主要集中在过渡金属氧化物催化剂、复氧化物催化剂(钙钛型复氧化物和尖晶石型复氧化物)的研究方面。寻找来源丰富、价格低廉、性能相当的非催化剂，以替代传统的催化剂用于催化燃烧过程已成为了研究的一个重要方向。

(1)耗能催化燃烧需要在一定温度下进行，低温气体必须加热。风量越大，能耗越大，运行成本越高。因此，在选择这种工艺时，在保证收集效率的前提下，尽可能减少废气量，既能提高废气浓度和废气的单位热值，又能减少风量和能耗。同时也要考虑从热尾气中回收热量。活性炭处理工艺和催化燃烧处理工艺设计中的一些问题和注意事项。克罗地亚的INOSd.O.O(Zagreb,Croatia)开发了一种适用于烃油加热炉炉管的催化烧焦方法。可用来取代传统的使用蒸汽+空气的炉管烧焦方法。新方法是在蒸汽中混入催化剂，使烧焦反应热大大减少,故其烧焦速度比传统热烧焦方法倍。由于烧焦时间大大缩短，也即减少了时间，因而提高了炉子开工率。所用催化剂是一种不含重金属的无毒化合物，以水溶液形式被注入通入炉管的蒸汽流中，炉温可由燃烧器控制稳定。因烧焦速度快，又不存在超温过热的危险，所以使炉管的烧焦操作很容易控制。