VOCs催化燃烧设备、RTO催化燃烧装置、等离子光氧活性炭一体机、不锈钢喷淋塔、PP喷淋塔、布袋除尘器-泊头市乐迪环保机械设备有限公司
新闻分类

热门产品

当前位置:返回首页 > 新闻动态 > 新闻资讯 >

催化燃烧设备的催化剂种类与失活防范

2019-11-05 08:25:20

一、催化剂种类
  用于催化燃烧设备中的燃烧型催化剂的种类比较多,按活性成分大体可分为贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂和复氧化物催化剂3大类。
  1、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,因而是最常用的废气燃烧催化剂。如我国最早采用的Pt-Al2O3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。
  2、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,在一定条件下能消除CH3OH蒸汽,对C2H4O,C3H6O,C6H6蒸汽的清除也很有效果。
  3、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。
  (1)钙钛矿型复氧化物
  稀土与过渡金属氧化物在一定条件下可以形成具有天然钙钛矿型的复合氧化物,通式为ABO3,其活性明显优于相应的单一氧化物。A为四面体型结构,B为八面体形结构;A和B形成交替立体结构,易于取代而产生晶格缺陷,即催化活J陛中心位,表面晶格氧提供高活性的氧化中心,从而实现深度氧化反应。常见的该类型催化剂有BaCuO2、LaMnO3等。
  (2)尖晶石型复氧化物
  尖晶石型是复氧化物的一种重要结构类型,通式为AB2O4,具有优良的深度氧化催化活性。
  如对CO的催化燃烧起燃点约为80℃,对烃类亦可在低温区实现完全氧化;研究最为活跃的CuMn2O4、尖晶石对芳烃燃烧的催化活性尤为出色,使C7H8完全燃烧只需260℃,实现了低温催化燃烧。尖晶石型复氧化物具有的低温催化燃烧特性具有特别现实的意义。
  4、催化剂载体及负载方式
  VOCs净化催化剂的载体主要有两类:一类是球状或片状;另一类是整体式多孔蜂窝状。
  催化剂活性组分可通过下列方式沉积在载体上:①电沉积在缠绕或压制的金属载体上;②沉积在颗粒状陶瓷材料上;③沉积在蜂窝结构的陶瓷材料上。金属载体的优点是导热性能好、机械强度高,缺点是比表面积较小。颗粒状载体的优点是比表面积大,缺点是压降大以及因载体间相互摩擦造成的活性组分磨耗损失。蜂窝陶瓷载体是比较理想的载体型式,具有很高的比表面,压力降较片状、粒状、柱状载体低,机械强度高,耐磨、耐热冲击能力强。
  二、催化剂失活与防止
  1、催化剂失活
  催化剂在使用过程中随着时间的延长活性会逐渐下降,直至失活。催化剂失活主要有以下3种类型。
  (1)催化剂完全失活。使催化剂失活的毒物包括快速和慢速作用毒物两大类。快速作用毒物主要有P、As等,慢速作用毒物有Pb、Zn等。通常情况下,催化剂失活是由于毒物与活性组分化合或熔成合金。对于快速作用毒物来说,即使只有微量也能使催化剂迅速失活。
  (2)抑制催化反应。卤素和硫的化合物易与活性中心结合,但这种结合是比较松弛、可逆且暂时性的,当废气中的这类物质被去除后,催化剂活性可以恢复。
  (3)沉积覆盖活性中心。不饱和化合物的存在可导致炭沉积,此外,陶瓷粉尘、铁氧化合物及其他颗粒物堵塞活性中心后,也会影响催化剂的吸附与解吸能力,导致催化剂活性下降。
  2、催化剂失活的防止
  对催化剂活性的衰减,可以采取下列相应的措施加以防止:①按操作规程正确控制反应条件;②当催化剂表面结炭时,应吹入新鲜空气,以提高燃烧温度,烧去表面结炭;③将废气进行预处理,以除去毒物,防止催化剂中毒;④改进催化剂的制备工艺,提高催化剂的耐热性和抗毒能力。
  催化燃烧技术涉及化工、环境工程、催化反应和自动检测控制等领域,在我国目前仍处于发展阶段。该技术今后的发展方向为:①提高催化剂性能,研制抗毒能力强、大空速、比表面积大及低起燃点的非贵金属催化剂,以降低造价和使用费用;②催化燃烧装置向大型化、整体型和节能型方向发展。