催化燃烧:利用催化剂降低废气中有机物的活化能

催化燃烧：利用催化剂降低废气中有机物的活化能，使有机物在低温下(一般在250 ~ 300°C左右，不同组分有机物的催化燃烧温度不同)无焰燃烧。原理：废气通过催化剂时，先吸附在催化剂表面，然后在一定温度下发生催化燃烧，从而达到净化的目的。(3)安全有机废气一般。虽然高浓度可以回收有机燃烧产生的部分热量，降低能耗，但在处理过程中必须将其浓度控制在极限以内。一般需要设置防爆板、可燃气体探测器、紧急排空阀、稀释阀、防火阀等。将催化燃烧技术应用于家用热水器已基本研制成功。其催化剂是以Fe2O3、Co3O4、MnO2为活性组分，Al2O3为载体，催化剂被制成浆液，涂覆在适用于家用热水器燃烧室大小的整体式堇青石蜂窝陶瓷上。实验测试表明，在热交换器没有充分吸热的情况下，其热效率已达83.5%，超过了(η≥80%);另外，NOx的排放量的体积分数仅为24×10- 6，低于(< 80× 10- 6),CO含量为0.02%，达到(0.02%)。

传统有机废气净化处理方法

(3)安全有机废气一般。虽然高浓度可以回收有机燃烧产生的部分热量，降低能耗，但在处理过程中必须将其浓度控制在极限以内。一般需要设置防爆板、可燃气体探测器、紧急排空阀、稀释阀、防火阀等。2、便于清洗和更换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构，便于清洗和更换催化剂载体。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。

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。

2、便于清洗和更换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构，便于清洗和更换催化剂载体。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。目前常用于有机废气处理的催化剂有蜂窝状钯金属催化剂和铂金属催化剂。催化燃烧方式有电加热和燃气加热，燃烧方式有直接催化燃烧(CO)和再生催化燃烧(RCO)。催化燃烧一般适用于空气体积小、浓度高、温度高的气态有机物，废气中不能含有硫、铅、、、卤素灯会使催化剂的物质。对于客户来说，废气处理的一般原理是可以理解的，但是否能达到预期的处理效果却令人担忧。对于设计单位来说，如何为客户提供一套可靠、经济的加工设备是关键。