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催化剂在有机废气治理领域的作用

时间: 2021-05-13 08:25:49来源: 宜兴市博恒环保有限公司

催化剂在有机废气治理领域的作用

在有机废气治理领域,常用的处理方法中催化燃烧法或者蓄热式催化氧化法会使用催化剂作为媒介,降低有机废气燃烧温度,达到降能减耗的作用。本文主要介绍常用的催化剂特性与主要性能。


废气净化催化剂以蜂窝状陶瓷材料为载体,采用独特的涂层材料,以贵金属为活性组分制得,具有高的催化活性、良好的热稳定性、长的使用寿命、小的气流阻力、高强度等特点。该产品能广泛应用于化工、油漆、漆包线、金属印刷、彩印皮革、制药和城市污水站下水道等产生的有机废气净化和脱臭处理。



主要性能指标:


(1)活性:是衡量催化剂效能大小的标准。工业上通常以单位体积(或重量)催化剂在一定条件下,单位时间内所得到的产品数量来表示。


(2)选择性:是指催化剂作用的专一性,即在一定条件下,某一催化剂只对某一化学反应起加速作用。选择性通常以反应后所得指望产物的克分子数与参加反应的原料克分子数之比的百分数表示。


(3)稳定性:是指催化剂在使用过程中保持其活性及选择性不变的能力,通常以使用寿命来表示。催化剂的良好性能不仅取决于活性金属的固有特性(原子的电子结构等),而且取决于其结晶构造、粒子大小、比表面积、孔结构及分散状态等因素。此外,助催化剂及载体对催化剂的性能也有重要影响。


催化剂失活指催化剂在使用中会因各种因素而失去活性的现象,贵金属催化剂的失活原因一般分为中毒、烧结和热失活、结焦和堵塞三大类。



中毒引起的失活


暂时中毒(可逆中毒): 毒物在活性中心上吸附或化合时,生成的键强度相对较弱可以采取适当的方法除去毒物,使催化剂活性恢复而不会影响催化剂的性质,这种中毒叫做可逆中毒或暂时中毒。


******中毒(不可逆中毒): 毒物与催化剂活性组份相互作用,形成很强的的化学键,难以用一般的方法将毒物除去以使催化剂活性恢复,这种中毒叫做不可逆中毒或******中毒。


选择性中毒: 催化剂中毒之后可能失去对某一反应的催化能力,但对别的反应仍有催化活性,这种现象称为选择中毒。在连串反应中,如果毒物仅使导致后继反应的活性位中毒,则可使反应停留在中间阶段,获得高产率的中间产物。


结焦和堵塞引起的失活


催化剂表面上的含碳沉积物称为结焦。以有机物为原料以固体为催化剂的多相催化反应过程几乎都可能发生结焦。由于含碳物质和/或其它物质在催化剂孔中沉积,造成孔径减小(或孔口缩小),使反应物分子不能扩散进入孔中,这种现象称为堵塞。通常含碳沉积物可与水蒸气或氢气作用经气化除去,所以结焦失活是个可逆过程。


烧结和热失活


催化剂的烧结和热失活是指由高温引起的催化剂结构和性能的变化。高温除了引起催化剂的烧结外,还会引起其它变化,主要包括:化学组成和相组成的变化,半熔,晶粒长大,活性组分被载体包埋,活性组分由于生成挥发性物质或可升华的物质而流失等。


在VOCs催化燃烧系统中,反应空速通常指体积空速,体现出催化剂的处理能力:反应空速是指规定的条件下,单位时间单位体积催化剂处理的气体量,单位为m³/(m³催化剂•h),可简化为h-1。例如产品标注空速20000h-1:代表每立方催化剂每小时能处20000m³废气。空速体现出催化剂的VOCs处理能力,因此和催化剂的性能息息相关。


贵金属催化剂的性能与贵金属的含量、颗粒大小和分散度相关。理想状态下,贵金属高度分散,此时的贵金属以极小的颗粒(几个纳米)存在于载体上,贵金属得到更大程度的利用,此时催化剂的处理能力与贵金属含量成正相关。然而当贵金属含量高到一定程度后,金属颗粒容易聚集长大成为较大的颗粒,贵金属与VOCs的接触面反倒下降,大部分贵金属被包在内部,此时增加贵金属含量反而不利于催化剂活性的提高。

有机废气治理

keyword:有机废气治理

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