VOCs催化氧化原理及催化劑失活分析
在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低反應活化能,富集催化劑表麵的反應物分子,提高反應速率。在催化劑的幫助下,有機廢氣可以在低起燃溫度下無焰燃燒,氧化分解成CO2和H2O,同時釋放出大量的熱量。
催化燃燒特性
1、起燃溫度低,節能
與直接燃燒相比,有機廢氣催化燃燒具有起燃溫度低、能耗低的顯著特點。在某些情況下,催化燃燒達到起燃溫度後,不需要外部供熱。
2、應用範圍廣
催化燃燒可以處理幾乎所有的烴類有機廢氣和惡臭氣體。吸附-催化燃燒法對有機化工、塗料、絕緣材料等行業排放的低濃度、多組分、無回收價值的廢氣有較好的處理效果。
3、處理效率高,無二次汙染
催化燃燒法處理的有機廢氣淨化率一般在95%以上,最終產物為無害的CO2和H2O(雜原子有機化合物等燃燒產物)。由於燃燒溫度低,可以大大減少NOX的生成,所以不會造成二次汙染。
催化劑失活原因
隨著時間的延長,催化劑的活性會逐漸降低,直至失活。催化劑失活有三種主要類型。(1)催化劑完全失活。使催化劑失活的毒物包括快速和慢速作用的毒物。速效毒物主要包括磷和砷,緩效毒物包括鉛和鋅。通常,催化劑失活是由於毒物和活性組分結合或熔化成合金。對於速效毒物,即使少量也能迅速使催化劑失活。(2)催化反應的抑製。鹵素和硫的化合物很容易與活性中心結合,但這種結合是相對鬆散的、可逆的和暫時的。當廢氣中的這些物質被去除時,催化劑活性可以恢複。(3)沉積覆蓋活動中心。不飽和化合物的存在會導致積碳。此外,陶瓷粉塵、氧化鐵化合物和其他顆粒物也會影響催化劑的吸附和解吸能力,導致催化劑活性下降。
如何防止催化劑失活
防止催化劑活性衰減,可采取以下相應措施:(1)根據操作程序正確控製反應條件;(2)當催化劑表麵燒焦時,應吹入新鮮空氣以提高燃燒溫度並燒掉燒焦的表麵;(3)廢氣預處理,去除毒物,防止催化劑中毒;(4)改進催化劑的製備工藝,提高催化劑的耐熱性和耐毒性。