工业废气中尤以有机废气***为严重,其主要来源是石油化工行业。处理有机废气以回收技术和销毁技术发展比较成熟,被广泛应用于生产过程中。废气的物理和化学等性质,以及回收原料和副产品的经济价值决定着处理方法有吸附,吸收,热分解,焚烧和催化燃烧等。而催化燃烧因反应温度低,能耗少,***,无二次污染等优点而被广泛采用。今后的发展方向为:①催化燃烧装置向大型化、整体型和节能型方向发展。催化剂是催化燃烧的***,决定了催化燃烧效果的好坏。其研究内容包括对各种催化组分的比较与筛选,制备工艺的优化与改进,催化机理的研究与分析,以制备出***廉价、寿命长的工业催化剂。
催化燃烧应用在处理有机废气领域:
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。我国是从70年代初开始催化燃烧技术研究的,1973年上海电缆研究所将此技术用于电磁线行业的漆包机烘干炉的废气治理,证明带催化燃烧的漆包机烘干炉有三大好处:消除污染、节约能源、增加产量。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。
催化燃烧方法是一种实用简便的有机废气净化处理技术,该技术是将有机物分子在催化剂表面作用发生深度氧化转化为无害的二氧化碳和水的方法,又称为催化 氧化或催化深度氧化方法。一种发明为工业ben废气的催化燃烧技术,应用的是低成本的非gui金属催化剂,催化剂基本由CuO、MnO2、铜锰尖晶石、ZrO2、CeO2、锆、shi固溶体构成,可大大降低催化燃烧的反应温度,提高催化活性,还可以大幅度延长催化剂寿命。一种发明为催化燃烧催化剂,用于有机废气净化处理的催化燃烧催化剂,由块状的蜂窝陶瓷载体骨架与涂覆其上的涂层以及gui金属活性组分组成。如果在石油化工装置烧焦过程中,加入一种烧焦助燃剂,就可以通过降di烧焦反应的活化能,大幅度提高烧焦反应速度,就能够在较低的温度下,达到缩短烧焦时间的目的。该催化剂的涂层由Al2O3、SiO2和一种或几种碱土金属氧化物共同形成的复合氧化物组成,因而具有良好的耐高温性能,gui金属活性组分以浸渍法担载,其有效利用率高。燃烧过程当气流中的污染物可被氧化时,燃烧是一种***的污染控制方案
碳氢化合物就属于这类污染物。燃烧可以分为直接火焰燃烧和催化燃烧两类。燃烧即是在氧和热的作用下将碳氢化合物转化为水和二氧化碳。其反应方程式如下:CnH2m+(n+m/2)O2=nCO2+H2O+Heat在燃烧过程中,气流量和有机物负荷是选择燃烧技术的重要参数。一个衡量污染物负荷的参数是低极限(LEL)或低可燃极限(LFL)。气流的低极限是气体可自燃的有机物浓度(100%LEL)。由于100%LEL具有危险,美国消防协会规定气流的LEL不能超过50%,在LEL超过25%时应设置可燃气体监控装置。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。另一个要考虑的因素是气流的能量密度,当气流的能量密度必须大于3.7MJ/m3时点火后气体可自行维持燃烧,否则需要提供辅助燃料,另外要考虑燃烧后不产生有毒的副产品。能量值低于3.7MJ/m3的气体,可利用催化剂来帮助氧化燃烧。
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