催化剂及催化燃烧技术

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甲醇催化燃烧催化剂

甲醇催化燃烧催化剂

甲醇催化燃烧催化剂引言:催化剂在化学反应中起到了至关重要的作用,它可以降低反应的活化能,提高反应速率。

甲醇催化燃烧催化剂在甲醇燃烧反应中发挥着重要的作用。

本文将就甲醇催化燃烧催化剂的原理、应用和未来发展进行探讨。

一、甲醇催化燃烧催化剂的原理甲醇催化燃烧催化剂是指能够促进甲醇燃烧反应的物质。

催化剂通过提供一个更低的活化能路径,加速反应速率。

甲醇催化燃烧催化剂通常是过渡金属或其氧化物,如铜、铁、钴等。

这些催化剂可以与甲醇分子发生反应,生成中间体,进而促使甲醇分子之间的氧化反应。

二、甲醇催化燃烧催化剂的应用甲醇催化燃烧催化剂在工业上有广泛的应用。

首先,甲醇催化燃烧催化剂可以用于甲醇燃料电池。

甲醇燃料电池是一种将甲醇氧化成二氧化碳和水的电化学反应装置。

催化剂可以降低甲醇燃烧反应的活化能,提高电池的效率。

其次,甲醇催化燃烧催化剂也可以应用于甲醇汽车发动机。

甲醇作为一种可再生燃料,具有较高的能量密度和低碳排放的特点。

催化剂可以提高甲醇的燃烧效率,减少有害气体的排放。

此外,甲醇催化燃烧催化剂还可以用于化学工业中的甲醇合成和甲醇转化反应等。

三、甲醇催化燃烧催化剂的未来发展随着能源和环境问题的日益突出,甲醇催化燃烧催化剂的研究和应用也越来越重要。

未来的发展方向主要包括以下几个方面:首先,研究人员可以进一步优化甲醇催化燃烧催化剂的活性和稳定性,以提高甲醇燃烧反应的效率。

其次,可以探索新型的甲醇催化燃烧催化剂,如纳米材料、多孔材料等,以提高催化剂的催化性能。

此外,还可以研究甲醇催化燃烧催化剂的反应机理,揭示催化剂与甲醇分子之间的相互作用,为催化剂的设计和开发提供理论指导。

最后,可以进一步研究甲醇催化燃烧催化剂的再生和循环利用,以提高催化剂的使用寿命和资源利用率。

结论:甲醇催化燃烧催化剂在甲醇燃烧反应中起到了重要的作用。

催化剂能够降低反应的活化能,提高反应速率。

甲醇催化燃烧催化剂不仅在甲醇燃料电池和甲醇汽车发动机中有广泛应用,还可以用于化学工业中的甲醇合成和甲醇转化反应等。

催化燃烧原理及催化剂

催化燃烧原理及催化剂

催化燃烧原理及催化剂催化燃烧是一种利用催化剂加速燃烧过程的技术。

催化燃烧可以降低燃烧温度、提高燃烧效率,同时减少有害气体的产生。

催化燃烧原理及催化剂的选择十分重要,本文将详细介绍催化燃烧的原理及常见催化剂。

催化燃烧原理是通过在燃烧反应中引入催化剂,使其参与反应但不被消耗,从而改善反应条件,提高反应速率,降低活化能。

催化剂能够从化学反应中吸附和解离气体分子,改变反应物之间的键能,使其发生反应。

在催化燃烧中,催化剂通过分解高能离子中的氧气,从而产生自由基,使其与燃料分子发生反应,从而加速燃烧过程。

选择合适的催化剂对催化燃烧过程至关重要。

常见的催化剂包括铂、钯、铁、钠等金属及其化合物。

铂是一种具有良好催化性能的催化剂,尤其在汽车尾气净化中被广泛应用。

铁催化剂具有较高的催化活性、选择性和稳定性,常被用于有机废气的处理。

催化剂的选择与催化燃烧原理密切相关。

催化剂需要具有较高的催化活性和稳定性,能够降低燃烧温度、提高反应速率,同时不被消耗或污染。

催化剂的选择需考虑其化学性质、结构性质、热学性质等因素。

另外,催化剂的表面活性和表面积也是影响催化效果的重要因素。

较高的表面活性和表面积可以提供更多的催化活性位点,增加与反应物分子的接触机会,从而提高催化效率。

催化燃烧的应用领域广泛,包括汽车尾气净化、工业废气处理、生物质燃烧、煤气化等。

催化燃烧可以提高能源利用效率,减少有害气体的排放,有助于环境保护。

在汽车尾气净化中,催化剂通常被用于转化废气中的一氧化氮、氮氧化物、碳氢化合物等有害气体。

在工业废气处理中,催化剂可以将有害废气转化为无害的物质,保护环境和员工的健康。

在生物质燃烧和煤气化中,催化剂的应用可以加速燃烧过程,提高能源利用效率。

总结起来,催化燃烧是一种利用催化剂加速燃烧过程的技术。

催化燃烧原理是通过引入合适的催化剂,改善反应条件,加速燃烧过程。

选择合适的催化剂对催化燃烧过程至关重要,催化剂需要具有较高的催化活性和稳定性。

催化燃烧分类

催化燃烧分类

催化燃烧分类
催化燃烧可分为以下几类:
1. 低温催化燃烧:适用于温度范围在150℃-350℃之间的氧化
反应,常见的催化剂有Pt、Pd、Au等贵金属和氧化物催化剂。

2. 高温催化燃烧:适用于温度范围在350℃-1000℃之间的氧
化反应,常见的催化剂有铂铑催化剂、铈镧催化剂等。

3. 选择性催化燃烧:适用于选择性氧化反应,使其中一种气体得到氧化,而另一种气体不发生反应,常见的催化剂有Ag、ZrO2等。

4. 燃烧净化:适用于有机废气的净化,将废气中的有机物通过催化氧化转化为H2O和CO2,常见的催化剂有Pt、Pd等。

5. CO催化氧化:适用于CO的氧化反应,常见的催化剂有Pt、Pd、Rh等。

6. 脱NOx催化燃烧:适用于去除废气中的NOx,常见的催化
剂有V2O5、TiO2等。

vocs催化燃烧工艺原理

vocs催化燃烧工艺原理

vocs催化燃烧工艺原理1 催化燃烧的基本概念催化燃烧工艺是一种通过利用催化剂将有毒有害气体转化为无害物质的技术。

其中,VOCs(挥发性有机化合物)是指温度较低时可揮發到空气中的有机化合物。

这些有机化合物在一定条件下与氮氧化物发生反应,将导致环境问题,如雾霾、酸雨等等。

催化燃烧通过催化剂的作用将有机化合物转化为CO2和水蒸气,使得它们被转化为无害物质。

2 催化燃烧工艺原理催化燃烧工艺是一种先进的催化氧化技术。

一般情况下,VOCs的燃烧需要高温和高压空气,这导致了高能耗和大量的二氧化碳排放。

而在催化燃烧工艺中,催化剂通过降低燃烧温度和活化能,使得VOCs在较低的温度下被直接氧化,从而有效地减少了能源消耗和环境污染。

3 催化剂的作用在催化燃烧工艺中,催化剂是关键因素,它能够加快反应速度,同时保持较低的反应温度。

这种催化剂一般是一种金属氧化物催化剂,例如铂Pd、铜Cu、镍Ni等。

当有机化合物通过催化剂时,化学反应能够在催化剂表面上发生,因为催化剂为有机分子提供了反应活性中心,从而在较低的温度下进行反应。

4 催化燃烧的应用催化燃烧工艺非常适用于挥发性有机物的去除。

一些常见的污染排放源,如CFC、甲醛、挥发性有机废气等都可以通过这种方法得到有效去除。

随着技术的发展,催化燃烧不仅得到广泛的应用于工业领域,还在城市环境中得到了广泛的应用,例如在汽车尾气排放治理、空气净化和卫生设施建设方面.5 结论综上所述,催化燃烧工艺是一种很好的VOCs治理技术,其原理是通过催化剂作用,将有害气体转化为无害物质。

由于技术成熟、成本低廉和治理效果显著,催化燃烧技术正逐渐被广泛应用,在保障公众健康和减少环境损害方面发挥着重要作用。

甲烷催化燃烧的机理解析与催化剂设计

甲烷催化燃烧的机理解析与催化剂设计

甲烷催化燃烧的机理解析与催化剂设计引言:甲烷是一种重要的天然气,广泛应用于能源领域。

然而,甲烷的直接燃烧会产生大量的二氧化碳,对环境产生不可忽视的影响。

因此,研究甲烷的催化燃烧机理并设计高效催化剂具有重要意义。

第一部分:甲烷催化燃烧机理解析甲烷催化燃烧是指在催化剂的作用下,甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水。

催化剂的作用是降低反应的活化能,提高反应速率。

甲烷催化燃烧的机理主要包括三个步骤:吸附、解离和氧化。

第一步:吸附甲烷分子首先吸附在催化剂表面,这是整个反应的起始点。

吸附可以通过物理吸附或化学吸附来实现。

物理吸附是通过范德华力将甲烷分子吸附在催化剂表面,而化学吸附则是通过共价键形成将甲烷分子牢固地吸附在催化剂表面。

第二步:解离在吸附后,甲烷分子发生解离,产生甲基(CH3)和氢原子(H)。

甲基是反应的中间体,它可以继续与氧气反应生成甲醇等产物,也可以进一步发生解离。

第三步:氧化在解离后,甲基和氧气发生反应,生成二氧化碳和水。

这是整个催化燃烧反应的最终产物。

催化剂通过提供活性位点,促进甲基与氧气的相互作用,加速反应速率。

第二部分:催化剂设计催化剂的设计是提高催化燃烧效率的关键。

以下是几种常见的催化剂设计策略:1. 金属催化剂金属催化剂具有高的催化活性和选择性。

例如,铂、钯、铑等金属催化剂在甲烷催化燃烧中表现出良好的活性。

金属催化剂的设计可以通过合金化、负载和改性等方法来实现,以提高催化剂的稳定性和活性。

2. 氧化物催化剂氧化物催化剂具有良好的热稳定性和氧化活性。

例如,二氧化钛、氧化锆等氧化物催化剂在甲烷催化燃烧中表现出较高的催化活性。

氧化物催化剂的设计可以通过控制晶格缺陷、改变表面酸碱性等方法来实现,以提高催化剂的活性和选择性。

3. 纳米催化剂纳米催化剂具有较大的比表面积和高的催化活性。

通过控制催化剂的粒径和形貌,可以调控催化剂的催化性能。

例如,纳米金属颗粒和纳米氧化物颗粒在甲烷催化燃烧中表现出优异的催化活性。

催化燃烧检测原理

催化燃烧检测原理

催化燃烧检测原理催化燃烧检测是一种常见的气体检测方法,它利用催化剂对待测气体的氧化反应进行检测。

催化燃烧检测技术广泛应用于工业安全监测、环境监测以及火灾预警等领域。

催化燃烧检测的基本原理是根据气体的可燃性特性,在催化剂的作用下,待测气体与氧气发生氧化反应,产生热量并释放能量。

这种反应速率与待测气体中可燃气体的浓度成正比,因此可以通过测量反应过程中释放的热量或能量来间接检测待测气体中可燃气体的浓度。

催化燃烧检测的关键是选择合适的催化剂。

催化剂通常是一种具有高活性的金属,如铂、钯、铑等,它们能够促进气体的氧化反应。

在催化剂的作用下,待测气体与氧气发生反应,产生水和二氧化碳等无害物质,同时释放出热量。

这种催化燃烧反应是一种自持续反应,只要待测气体中存在可燃气体,就会持续不断地释放热量。

催化燃烧检测器的结构比较简单,主要包括催化剂、热电偶和信号处理电路等部分。

催化剂通常被涂覆在金属丝网或陶瓷基片上,形成催化剂层。

待测气体经过催化剂层时,与催化剂发生反应,产生热量。

热电偶用于测量热量的变化,将热量转化为电信号输出。

信号处理电路对电信号进行放大、滤波和转换处理,最终将结果显示在显示屏上。

当待测气体中存在可燃气体时,催化剂层会发生反应,产生的热量会导致热电偶输出电信号的变化,从而实现可燃气体的检测。

催化燃烧检测技术具有灵敏度高、响应速度快、可靠性好等优点。

它可以检测多种可燃气体,如甲烷、乙烷、丙烷、乙醇等。

同时,催化燃烧检测器对温度和湿度的影响较小,适用于各种环境条件下的气体检测。

然而,催化燃烧检测也存在一些局限性。

首先,催化剂对有毒气体的氧化反应效果较差,因此无法检测有毒气体。

其次,催化剂层可能受到污染物的干扰,导致误报或漏报。

此外,催化燃烧检测器在低温下的检测效果较差,不适用于极端低温环境。

催化燃烧检测原理是利用催化剂对可燃气体的氧化反应进行检测。

通过测量反应过程中释放的热量或能量,可以间接检测待测气体中可燃气体的浓度。

贵金属催化剂催化燃烧挥发性有机物(VOCs):活性组分、载体性质等的影响

贵金属催化剂催化燃烧挥发性有机物(VOCs):活性组分、载体性质等的影响

贵金属催化剂催化燃烧挥发性有机物(VOCs):活性组分、载体性质等的影响讨论背景:挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是指常温下沸点为50~260 ℃的一系列有机化合物,是重要的大气污染物。

VOCs不仅参加光化学烟雾的形成,还可导致呼吸道和皮肤刺激,甚至诱使机体产生癌变,对环境和人体健康构成了很大威逼。

因此,VOCs处理技术日益受到重视。

已开展应用的VOCs处理技术包括汲取法、吸附法、冷凝法、膜分别法、生化法、低温等离子体法、光催化氧化法、直接燃烧法和催化燃烧法等。

其中,催化燃烧法可以处理中、低浓度的VOCs,在相对较低的温度下实现催化氧化,降低了能耗,削减了二次污染物的排放,目前已成为消退VOCs最重要的技术之一。

催化剂的设计合成是催化燃烧技术的关键。

贵金属因优异的低温催化活性和稳定性而受到讨论者的广泛关注。

贵金属价格昂贵,储量稀缺,为提高其使用效率,通常将贵金属负载到载体上,得到负载型催化剂。

本文讨论了近期贵金属催化剂对VOCs催化燃烧的文献报道,从活性组分、载体两方面对最新的成果进行综述,将为今后催化燃烧VOCs的讨论供应肯定参考。

一摘要催化燃烧技术是目前处理挥发性有机物(VOCs)最有效的技术之一。

在用于催化燃烧VOCs的催化剂中,贵金属因其优异的催化活性而受到众多关注。

从活性组分和载体两方面,对贵金属催化剂催化燃烧VOCs的最新报道进行综述。

目前,催化剂活性组分的讨论重点在于铂、钯、金等单组分贵金属的改性和双组分贵金属的设计合成;对载体的讨论主要涉及酸性、孔结构以及载体与金属的强相互作用。

将来还需进一步提名贵金属催化剂的抗中毒性能。

二活性组分贵金属催化剂通常以Pt、Pd、Au等金属作为活性组分,其中对Pt、Pd的讨论起步较早,对Au的讨论也在近几年内得到了更多关注。

表1总结了近期关于贵金属催化剂的讨论成果。

1.Pt催化剂总体上看,Pt催化剂对苯、甲苯具有较高的催化燃烧活性,在处理含氯VOCs时有更高的CO2选择性,但难以催化氧化乙酸乙酯,且易受CO中毒的影响。

VOCs催化燃烧的催化剂原理、应用及常见问题

VOCs催化燃烧的催化剂原理、应用及常见问题

VOCs催化燃烧的催化剂原理、应用及常见问题催化燃烧技术作为VOCs废气处理工艺之一,因为其净化率高,燃烧温度低(一般低于350℃),燃烧没有明火,不会有NOx等二次污染物的生成,安全节能环保等特点,在环保市场应用有了很好的发展前景。

催化剂作为催化燃烧系统的关键技术环节,催化剂的合成技术及应用规则就显得尤为重要。

1、催化燃烧反应原理催化燃烧反应原理是有机废气在较低温度下在催化剂的作用下被完全氧化和分解,达到净化气体目的。

催化燃烧是典型的气固相催化反应,其原理是活性氧参与深度氧化作用。

在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低反应的活化能,同时使反应物分子富集在催化剂表面上以提高反应速率。

借助于催化剂,有机废气可以在较低的起燃温度下无焰燃烧并且在释放大量热量,同时氧化分解成CO2和H2O。

催化燃烧的催化剂反应原理图2.什么是低温催化剂低温催化剂性能指标:起燃温度≤200℃,氧化转化效率≥95%,孔密度200-400cpsi,抗压强度≥8MPa。

3.VOCs催化剂在催化燃烧系统中的作用与影响通常VOCs的自燃烧温度较高,通过催化剂的活化,可降低VOCs 燃烧的活化能,从而降低起燃温度,减少能耗,节约成本。

另外:一般(无催化剂存在)的燃烧温度都会在600℃以上,这样的燃烧会产生氮氧化物,就是常说的NOx,这也是要严格控制的污染物。

催化燃烧是没有明火的燃烧,一般低于350℃,不会有NOx 生成,因此更为安全和环保。

4.什么是空速?影响空速的因素有哪些在VOCs催化燃烧系统中,反应空速通常指体积空速(GHSV),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30000h-1:代表每立方催化剂每小时能处理30000m3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。

5.贵金属负载量与空速的关系,贵金属含量是越高越好吗?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。

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催化燃烧是借助催化剂在低温下(200~400℃)下,实现对有机物的完全氧化,因此,能耗少,操作简便,安全,净化效率高,在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面,比如化工,喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广,已有不少定型设备可供选用。

一、催化原理及装置组成(1)催化剂定义催化剂是一种能提高化学反应速率,控制反应方向,在反应前后本身的化学性质不发生改变的物质。

(2)催化作用机理催化作用的机理是一个很复杂的问题,这里仅做简介。

在一个化学反应过程中,催化剂的加入并不能改变原有的化学平衡,所改变的仅是化学反应的速度,而在反应前后,催化剂本身的性质并不发生变化。

那么,催化剂是怎样加速了反应速度呢了既然反应前后催化剂不发生变化,那么催化剂到底参加了反应没有?实际上,催化剂本身参加了反应,正是由于它的参加,使反应改变了原有的途径,使反应的活化能降低,从而加速了反应速度。

例如反应A+B→C是通过中间活性结合物(AB)过渡而成的,即: A+B→[AB]→C 其反应速度较慢。

当加入催化剂K后,反应从一条很容易进行的途径实现: A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K 中间不再需要[AB]向C的过渡,从而加快了反应速度,而催化剂并未改变性质。

(3)催化燃烧的工艺组成不同的排放场合和不同的废气,有不同的工艺流程。

但不论采取哪种工艺流程,都由如下工艺单元组成。

①废气预处理为了避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒,废气在进入床层之前必须进行预处理,以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物。

②预热装置预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。

因为催化剂都有一个催化活性温度,对催化燃烧来说称催化剂起燃温度,必须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧,因此,必须设置预热装置。

但对于排出的废气本身温度就较高的场合,如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气,温度可达300℃以上,则不必设置预热装置。

预热装置加热后的热气可采用换热器和床层内布管的方式。

预热器的热源可采用烟道气或电加热,目前采用电加热较多。

当催化反应开始后,可尽量以回收的反应热来预热废气。

在反应热较大的场合,还应设置废热回收装置,以节约能源。

预热废气的热源温度一般都超过催化剂的活性温度。

为保护催化剂,加热装置应与催化燃烧装置保持一定距离,这样还能使废气温度分布均匀。

从需要预热这一点出发,催化燃烧法最适用于连续排气的净化,若间歇排气,不仅每次预热需要耗能,反应热也无法回收利用,会造成很大的能源浪费,在设计和选择时应注意这一点。

③催化燃烧装置一般采用固定床催化反应器。

反应器的设计按规范进行,应便于操作,维修方便,便于装卸催化剂。

在进行催化燃烧的工艺设计时,应根据具体情况,对于处理气量较大的场合,设计成分建式流程,即预热器、反应器独立装设,其间用管道连接。

对于处理气量小的场合,可采用催化焚烧炉,把预热与反应组合在一起,但要注意预热段与反应段间的距离。

在有机物废气的催化燃烧中,所要处理的有机物废气在高温下与空气混合易引起爆炸,安全问题十分重要。

因而,一方面必须控制有机物与空气的混合比,使之在爆炸下限;另一方面,催化燃烧系统应设监测报警装置和有防爆措施。

二、催化燃烧用催化剂由于有机物催化燃烧的催化剂分为贵金属(以铂、钯为主)和贱金属催化剂。

贵金属为活性组分的催化剂分为全金属催化剂和以氧化铝为载体的催化剂。

全金属催化剂是以镍或镍铬合金为载体,将载体做成带、片、丸、丝等形状,采用化学镀或电镀的方法,将铂、钯等贵金属沉积其上,然后做成便于装卸的催化剂构件。

由氧化铝作载体的贵金属催化剂,一般是以陶瓷结构作为支架,在陶瓷结构上涂覆一层仅有0.13mm的α-氧化铝薄层,而活性组分铂、钯就以微晶状态沉积或分散在多孔的氧化铝薄层中。

但由于贵金属催化剂价格昂贵,资源少,多年来人们特别注重新型的、价格较为便宜的催化剂的开发研究,我国是世界上稀土资源最多的国家,我国的科技工作者研究开发了不少稀土催化剂,有些性能也较好。

三、催化剂中毒与老化在催化剂使用过程中,由于体系中存在少量的杂质,可使催化剂的活性和选择性减小或者消失,这种现象叫催化剂中毒。

这些能使催化剂中毒的物质称之为催化剂毒物,这些毒物在反应过程中或强吸附在活性中心上,或与活性中心起化学作用而变为别的物质,使活性中心失活.毒物通常是反应原料中带来的杂质,或者是催化剂本身的某些杂质,另外,反应产物或副产物本身也可能对催化剂毒化,一般所指的是硫化物如H2S、硫氧化碳、RSH等及含氧化合物如H2O、CO2、O2以及含磷、砷、卤素化合物、重金属化合物等。

毒物不单单是对催化剂来说的,而且还针对这个催化剂所催化的反应,也就是说,对某一催化剂,只有联系到它所催化的反应时,才能清楚什么物质是毒物。

即使同一种催化剂,一种物质可能毒化某一反应而不影响另一反应。

按毒物与催化剂表面作用的程度可分为暂时性中毒和永久性中毒。

暂时性中毒亦称可逆中毒,催化剂表面所吸附的毒物可用解吸的办法驱逐,使催化剂恢复活性,然而这种可再生性一般也不能使催化剂恢复到中毒前的水平。

永久性中毒称不可逆中毒,这时,毒物与催化剂活性中心生成了结合力很强的物质,不能用一般方法将它去除或根本无法去除。

催化剂的老化主要是由于热稳定性与机械稳定性决定的,例如低熔点活性组分的流失或升华,会大大降低催化剂的活性。

催化剂的工作温度对催化剂的老化影响很大,温度选择和控制不好,会使催化剂半熔或烧结,从而导致催化剂表面积的下降而降低活性。

另外,内部杂质向表面的迁移,冷热应力交替所造成的机械性粉末被气流带走。

所有这些,都会加速催化剂的老化,而其中最主要的是温度的影响,工作温度越高,老化速度越快。

因此,在催化剂的活性温度范围内选择合适的反应温度将有助于延长催化剂的寿命。

但是,过低的反应温度也是不可取的,会降低反应速率。

为了提高催化剂的热稳定性,常常选择合适的耐高温的载体来提高活性组分的分散度,可防止其颗粒变大而烧结,例如以纯铜作催化剂时,在200℃即失去活性,但如果采用共沉积法将Cu载于Cr2O3载体上,就能在较高的温度下保持其活性。

催化剂及催化燃烧技术没有催化,就不会有现代技术的世界。

因此,催化在人们的技术进步中是不可缺少的。

催化作用具有加速作用和定向作用。

在反应之后,其催化剂本身没有变化。

催化剂分为工业用催化剂和环保用催化剂。

本公司生产的HP-C型系列环保用催化剂,主要把有机废气转成二氧化碳和水。

或者无害的其他气体。

1.1.催化反应过程1.1.1.反应物(有机废气)向催化剂表面扩散。

扩散是一个物理过程,它具有使浓度均匀化的倾向。

由于在催化剂表面上的反应物分子消失很快,因而反应物在这里的浓度最低,这样就形成一个向催化剂表面的扩散流。

1.1.2.反应物(有机废气)在催化剂表面上吸附。

反应物在催化剂表面的吸附有物理吸附和化学吸附。

物理吸附是非选择性的,各种各样的分子在固体表面上进行的物理吸附能力与沸点有关。

通过加热或低压力,被吸附的分子就立即被脱附,可逆性好,吸附热小。

化学吸附使被吸附分子与固体表面之间,形成一种与分子中间连接各个原子同样的共价键或电价键。

俗称化学键已打开。

大多数吸附现象,至少在低温度下进行时是可逆的。

在高温度下发生的吸附,不能复原为起始的化合物,是不可逆的。

但是,随着催化剂技术的进步,在相对低温下也会出现不可逆吸附。

化学吸附是有高度的选择性,吸附的化学计量关系取决于金属吸附剂的性质,被吸附分子的性质。

吸附是一个放热过程。

1.1.3.被吸附的反应物(有机废气与氧气)在表面上的相互作用。

催化剂在被吸附的反应物中起着中间桥梁作用,通过自身原子电磁场的作用,金属自由价打开又闭合,使反应物中的化学键重新组合排列,形成新的化合物。

1.1.4.生成物由催化剂表面脱附。

在环保催化作用的生成必须是最终生成物即二氧化碳和水。

如果氧化过程不完全。

就会生成碳氢化合物的衍生物。

有机化合物在氧化过程中是由几个步骤组成的连续反应。

当氧气不足时,就会生成是中间生成物。

因此,在环保行业中,有机废气的氧化反应最好选用蜂窝状催化剂为好。

如选用颗粒状催化剂,颗粒间的间隙较小,颗粒状催化剂表面氧气不足,氧化反应不能完全进行,因而,生成碳氢化合物的衍生物。

所以,有机废气的氧化必须最终产物后才能脱附1.1.5.生成物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。

1.2.催化剂组成本公司生产的HP-C型催化剂以r-A12O3蜂窝状为载体,表面涂覆贵金属。

催化剂的备制工艺和方法,直接影响着催化剂的质量。

以前,已备制出第三代催化剂,第四代催化正在研制之中。

催化剂的材料是多样化的。

一般有稀土金属和贵金属。

从形状来看有蜂窝状的、颗粒状、片状。

蜂窝状的最为复杂,制造成本较高。

但比表面最大、活性最强,催化效果最佳。

催化剂另一个要求载体表面贵金属、稀土金属、氧化金属的晶体颗粒越小越好。

又必须与载体的分子晶体结合能紧密。

其实,催化剂表面起作用的厚度为20nm~30nm。

1.3.准纳米催化剂和纳米催化剂在催化剂的催化作用机理上分析。

贵金属、稀土金属作催化剂,其涂在载体表面的催化剂的晶体颗粒直径越小,达到纳米级,就会出现纳米效果。

纳米效应的定义为某种催化剂表面金属颗粒直径达到纳米级并具有小尺寸效应和量子效应的。

可称为纳米催化剂。

第二代催化剂金属颗粒的直径为5nm~20nm。

启燃温度为250~320℃,空速为20000h-1;第三代催化剂又称准纳米催化剂,贵金属颗粒直径为2nm~10nm,启燃温度为120~250℃,空速为40000h-1;第四代催化剂又称纳米催化剂,贵金属颗粒直径为0.7nm~2nm,启燃温度为60~120℃,空速为>100000h-1。

催化燃烧技术就是有机废气预热到启燃温度在催化剂的作用下生成无毒的二氧化碳和水,并且释放大量的热量,整套净化装置的核心是催化剂。

催化剂通常是以铂,钯为活性金属的贵金属催化。

同样也可使用钛、铈等稀土金属催化,在使用催化剂是根据使用温度,催化剂的耐毒性及热稳定性等综合因素考虑。

在各种形状中蜂窝状,空速为最大,阻力为最小,有利于催化燃烧,在处理同等风量中,催化燃烧装置最为轻巧。

占地面积及所占空间最小催化活性下降的主要原因催化剂热老化现象:催化燃烧温度通常是在300℃~400℃运行,当有废气在选型中浓度过高,或有机废气挥发的冲击波峰过长,使催化燃烧炉始终保持在600℃以上运行,催化剂表面的贵金属颗粒的移动就比较频繁,从而产生凝聚现象。

贵金属表面的自由能下降,所以催化活性就会下降,再者,r-A12O3蜂窝载体的比表面积也会下降。

催化剂的中毒现象:遇到卤素元素,容易使贵金属变成氧化物而失去活性。

遇到Si、P、AS、Sn等覆盖贵金属活性表面,从而使催化活性下降。

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