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选择催化燃烧催化剂,这些要点须知晓

发表时间:2018-09-10

河北汉蓝化工废气处理设备-催化燃烧炉


随着当前国内环保政策的全力持续推进,很多企业对催化燃烧这一概念都不再陌生,特别是在工业VOCs废气治理领域,催化燃烧工艺更是得到了大力推广和应用。顾名思义,催化燃烧就是指用催化剂使废气中可燃物质在较低温度下氧化分解的净化方法,而说到催化燃烧,就不能不提及VOCs催化剂。


由于催化剂的载体是由多孔材料制作的,具有较大的比表面积和合适的孔径,当加热到300~450℃的有机气体通过催化层时,氧和有机气体被吸附在多孔材料表层的催化剂上,增加了氧和有机气体接触碰撞的机会,提高了活性,使有机气体与氧产生剧烈的化学反应而生成CO2和H2O,同时产生热量,从而使得有机气体变成无毒无害气体。


与热力燃烧法相比,催化燃烧所需的辅助燃料少,能量消耗低,设备设施的体积小。但是,由于使用的催化剂的中毒、催化床层的更换和清洁费用高等问题,影响了这种方法在工业生产过程中的推广和应用。


因此, 相对而言,催化燃烧更适用于那些含有可燃气体、蒸气等有毒有害气体的净化,特别是几乎适用于所有排放烃类或有臭味化合物的工业生产过程。但如果用于含有大量尘粒、雾滴等有毒有害气体的净化,则容易引起催化床层的堵塞,导致催化活性下降,进而降低了净化效率。


在通常情况下,导致催化剂中毒的毒物(抑制剂)主要有磷、铅、秘、砷、锡、汞、亚铁离子、锌、卤素等,为了防止催化剂中毒,我们可在废气进入反应器前加设废气预处理装置,从而提前清除废气中的粉尘和毒物,并定期进行再生和清洗等。


催化剂通常是由催化活性材料和催化载体构成。催化活性材料一般是金属或金属氧化物。其中贵重金属催化剂主要有铂、钯和钌等;普通金属催化剂主要有铜、铬、镍、钒、锰、铁、钴等金属及氧化物。


其中,金属载体一般是以镍或镍铬合金为载体做成带、片、丸、丝等形状,通过 “电镀”或 “化学镀”(即溶液浸渍)将铂、钯镀在这些载体上,制成便于装配、拆卸的模屉;以陶瓷为载体的催化剂,则一般是以硅铝氧化物为载体,其结构有片粒状和蜂窝状两种,该载体是在陶瓷结构上涂敷一层仅0.13mm厚的α-氧化铝薄层,把活性的铂、钯等金属催化剂以微晶状态沉积或分散在多孔的氧化铝薄层中,并制成便于装配、拆卸的模屉;另有炭纤维载体可制作成线状、毡状、网状等形状,在载体上涂敷催化活性材料,制成便于装配、拆卸的模屉。 


催化剂除了贵金属和金属材质的以外,还有稀土金属催化剂。稀土金属系列目前我国还不够成熟。选用单位比较少。但是它的价格远低于贵金属,前景广阔。我国又是稀土金属矿源十分丰富的国家。稀土金属的催化作用能有效提高,这也标志着我国催化燃烧技术性的飞跃。


      催化剂的载体催化载体是多孔材料,主要作用是使活性材料具有大的体表面积,可分为金属载体、陶瓷载体和炭纤维载体。目前多数采用氧化铝陶瓷,一般可分为丸状、带状和蜂窝状。在实践应用中应该选用蜂窝状,这是因为蜂窝状的比表面积大、空速大、用量少(仅为丸状的1/2),压力损失少,而反应器的断面积仅是丸状的1/4。


河北汉蓝VOCs催化燃烧催化剂


催化剂是催化燃烧法的核心,那么在工业VOCs废气治理的过程,我们该如何进行选择呢?到底哪种类型的催化剂更适合自己厂区的工况条件呢?下面我们就来看看催化剂的各项性能,用户可结合自己的实际工况进行选择,从而实现最佳治理效果。


总体来说,一种好的催化剂必须具备催化活性高、热稳定性好、强度高、寿命长等特性。


首先,活性高是指催化剂的活性好坏直接影响着催化燃烧的化学转化率。而转化率不仅与催化活性材料自身的活性有关,而且与催化载体的物理形状有着直接关系。所以,在选择适应的催化活性材料的同时,还必须考虑催化载体的物理形状,保证催化剂有较高的活性,达到催化燃烧净化的目的。


这里就会涉及到催化剂的一个重要指标——空速。空速就是在单位时间内所处理最大的处理量。从形状上看,蜂窝状比丸状的空速来得大。空速选择不正确马上影响净化率。因此,选择蜂窝状才比较理想。


其次,热稳定性好是指由于废气的温度随时变化,如果催化剂不能适应一定范围内的温度变化,催化剂的性能就会下降,净化效率就会降低。因此,催化剂必须具备适应一定范围内的温度变化。


而在选择催化温度时,首先取决于有机溶剂的成份,这样才能正确保证净化率和活性的持久性。在催化剂中铂比钯贵,因此,实际选用钯作催化剂比较多。适当提高催化温度。实际证明,催化温度保证在300℃以上时,大部分有机溶剂就可以完全氧化。个别有机溶剂必须在350℃以上才能氧化。因此,在选择催化温度前,必须了解有机废气中有机成份,不能一概而论。如果随意选择温度,那很容易造成不完全氧化,使有机溶剂的微粒子吸附催化剂载体的表面,久而久之,催化剂的活性就下降。直接影响净化率的转化。这种现象就是大家所经常碰到的催化燃烧开始时净化率高,而过了一段时间后效果不明显。其实,真正能掌握催化燃烧技术的工作者和企业,完全可以避免这种现象。


再次,强度高是指在催化燃烧过程中,催化剂往往会因高温、振动和气流等因素的作用,使催化剂产生破裂和磨损,破裂和磨损会造成催化剂的活性降低,增加催化剂床层的压降,影响净化效果。


最后,寿命长是指催化活性材料大都比较昂贵,因此,设计时选用催化剂时应尽量使用寿命较长的催化剂。


综上所述,因催化燃烧技术具有燃点低、能耗低的特点,可大大增加低浓度有机废气的处理效率,在催化反应、化工领域、自动检测和环境工程控制等领域均具有重要应用。但由于催化剂容易中毒以及寿命等因素使其在有机废气处理的应用中具有一定局限性。


为此,河北汉蓝环境科技依据多年实践经验,并结合用户实际工况自主研发了新型催化燃烧催化剂,该催化剂具有比表面积大、空速和抗毒能力强的非贵金属催化剂,促进催化燃烧技术在废气治理过程发挥最佳效用,同时使催化燃烧装置向整体型和节能型发展,从而降低投资和使用成本,为企业达成环保目标创造更多的有利条件。 


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