催化劑在催化燃燒設(shè)備的催化爐中起什么作用
催化燃燒過程在催化燃燒裝置中進(jìn)行。有機(jī)廢氣經(jīng)換熱器預(yù)熱至200 ~ 400℃，然后進(jìn)入燃燒室。當(dāng)通過催化劑床時(shí)，混合氣體中的烴分子和氧分子分別吸附在催化劑表面并被活化。因?yàn)楸砻嫖浇档土朔磻?yīng)的活化能，碳?xì)浠衔锖脱醴肿釉谳^低的溫度下迅速氧化，產(chǎn)生二氧化碳和水。在催化燃燒設(shè)備的燃燒過程中，在催化劑的作用下，有機(jī)廢氣中的碳?xì)浠衔镌诘蜏叵卵杆傺趸伤投趸迹瑥亩_(dá)到處理的目的。催化燃燒反應(yīng)的關(guān)鍵是選擇合適的催化劑，這表明催化劑在催化燃燒設(shè)備的催化爐中起著不可或缺的作用，催化劑是處理廢氣的關(guān)鍵因素。
一、催化燃燒法中的催化劑是廢氣處理的關(guān)鍵因素
可燃物質(zhì)在催化劑的作用下燃燒。與直接燃燒相比，催化燃燒溫度低，燃燒完全。催化燃燒設(shè)備中使用的催化劑是貴金屬和比表面積***的金屬氧化物。例如，家用催化燃?xì)庠钬?fù)載鈀或稀土化合物可以降低尾氣中的一氧化碳含量，提高熱效率。負(fù)載0.2%pt的氧化鋁催化劑能在500℃燃燒***部分有機(jī)化合物，除臭凈化至化學(xué)位移σ=1。
催化燃燒為無焰燃燒，因此適用于安全性要求較高的場(chǎng)合，如以H2和O2為原料的燃料電池、以汽油或酒精為原料的平爐(催化劑為浸漬鉑的石棉)等。如果消除化工廠氮氧化物的煙霧，可以向煙霧中加入燃料，用負(fù)載鉑和鈀的催化劑催化燃燒，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為N2氣體。一種燃燒方法，其中有害氣體中的可燃物質(zhì)通過使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┰谳^低溫度下分解和氧化。
催化燃燒法的關(guān)鍵因素是催化劑的選擇。有很多種催化劑可供選擇:鈀、鉑、稀土和過渡金屬氧化物催化劑，根據(jù)其活性；無定形顆粒、球形顆粒、蜂窩狀、網(wǎng)狀、絲狀和透氣的板狀催化劑。一般以氧化鋁和陶瓷為催化劑的主要載體，此外還有天然沸石、鎳鉻絲和不銹鋼絲。
催化劑對(duì)催化燃燒的要求是:活性高，***別是低溫下活性***，以便在盡可能低的溫度下開始反應(yīng)。燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)，釋放***量熱量可以使催化劑表面達(dá)到500 ~ 1000℃的高溫，催化劑容易因熔化而降低活性，因此要求催化劑能耐高溫。
二、催化燃燒設(shè)備對(duì)催化劑性能的要求
1.高活性
催化劑的活性直接影響催化燃燒的化學(xué)轉(zhuǎn)化率。轉(zhuǎn)化率不僅與催化活性物質(zhì)本身的活性有關(guān)，還與催化載體的物理形狀直接相關(guān)。因此，在選擇合適的催化活性材料時(shí)，必須考慮催化劑載體的物理形狀，以保證催化劑具有高活性，達(dá)到催化燃燒凈化的目的。
2.******的熱穩(wěn)定性
由于廢氣的溫度隨時(shí)變化，如果催化劑在一定范圍內(nèi)不能適應(yīng)溫度的變化，催化劑的性能會(huì)降低，凈化效率也會(huì)降低。因此，催化劑必須能夠適應(yīng)一定范圍內(nèi)的溫度變化。
3.高強(qiáng)度
在催化燃燒過程中，催化劑常因高溫、振動(dòng)、空氣流動(dòng)等因素而開裂磨損，會(huì)降低催化劑的活性，增加催化劑床層的壓降，影響凈化效果。
4.長(zhǎng)使用壽命
催化活性物質(zhì)***多價(jià)格昂貴，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選擇使用壽命較長(zhǎng)的催化劑。
三、催化燃燒廢氣處理設(shè)備催化劑的主要性能指標(biāo)
在空速高、溫度低的條件下，有機(jī)廢氣燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化率接近100%，表明該催化劑具有較高的活性。催化劑的活性可分為誘導(dǎo)活化、穩(wěn)定化和老化失活三個(gè)階段，具有一定的使用壽命。工業(yè)實(shí)用催化劑的使用壽命一般在2年以上。使用壽命的長(zhǎng)短與******的活性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有關(guān)，穩(wěn)定性取決于耐熱、抗毒的能力。
用于催化燃燒的催化劑要求具有高耐熱性和耐毒性。一般情況下，有機(jī)廢氣的催化燃燒不會(huì)在嚴(yán)格的操作條件下進(jìn)行，因?yàn)閺U氣的濃度、流量和成分往往不穩(wěn)定，因此要求催化劑對(duì)操作條件具有廣泛的適應(yīng)性。催化燃燒過程操作空速高，氣流對(duì)催化劑的沖擊***。同時(shí)，由于床溫會(huì)有升有降，會(huì)造成熱脹冷縮，容易使催化劑載體破裂。因此，催化劑應(yīng)具有較***的機(jī)械強(qiáng)度和******的耐熱膨脹性和耐寒收縮性。
