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催化燃烧设备的催化剂是什么材料

2020-09-16 09:44:30


贵金属催化剂


Pt、Pd、Ru等贵金属对烃类及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性,且使用寿命长、适用范围广、易于回收,因而是常用的废气燃烧催化剂。如我国早采用的Pt2Al2O3催化剂就属于此类催化剂。但由于其资源稀少、价格昂贵、耐中毒性差,因此,人们一直在努力寻找替代品,尽量减少其用量。

过渡金属氧化物催化剂


作为贵金属催化剂的取代品,氧化性较强的过渡金属氧化物对CH4等烃类和CO的氧化都具有较高的催化活性,同时成本较低,常见的有MnOx、CoOx和CuOx等催化剂。大连理工大学研制的含MnO2催化剂,在一定条件下能消CH3OH蒸汽,对C2H4O、C3H6O、C6H6 蒸汽的清除也很有效果。


复氧化物催化剂


一般认为,复氧化物之间由于存在结构或电子调变等相互作用,其催化活性比相应的单一氧化物要高。复氧化物催化剂主要有以下两大类。


催化燃烧工艺流程


根据废气的预热方式及富集方式,催化燃烧工艺流程可分为 3 种。


(1)预热式。预热式是催化燃烧的基本流程形式。有机废气温度在100℃以下、浓度也较低时,热量不能自给,因此在进入反应器前需要在预热室加热升温。通常采用煤气或电加热将废气升温至催化反应所需的起燃温度;燃烧净化后的气体在热交换器内与未处理的废气进行热交换,以回收部分热量。


(2)自身热平衡式。有机废气温度高且有机物含量较高,通常只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时使用,通过热交换器回收部分净化气体所产生的热量,正常操作下能够维持热平衡,不需补充热量。


(3) 吸附-催化燃烧。当有机废气的流量大、浓度低、温度低 , 采用催化燃烧需消耗大量燃料时,可先采用吸附手段将有机废气吸附于吸附剂上进行浓缩,然后通过热空气吹扫,使有机废气脱附成为高浓度有机废气(可浓缩10倍以上)后再进行催化燃烧。不需要补充热源就可维持正常运行。

有机废气催化燃烧工艺的选择主要取决于:


燃烧过程的放热量 , 即废气中可燃物的种类和浓度;


起燃温度 , 即有机组分的性质及催化剂活性;


热回收率等。当回收热量超过预热所需热量时,可实现自身热平衡,无需外界补充热源,这是经济的。