催化剂一般失活的温度
催化剂一般失活的温度
催化剂是一种能够加速化学反应速率而不参与反应本身的物质。在催化剂的作用下，反应物能够以更低的能量形式转化为产物，从而提高反应速率。然而，催化剂在使用过程中常常会出现失活现象，即催化剂的活性降低或完全丧失。催化剂失活的温度一般不低于一定的数值，下面将详细介绍催化剂失活的温度及其原因。
催化剂失活的温度取决于多种因素，包括催化剂的种类、反应条件、反应物质的性质等。一般来说，催化剂失活的温度不会低于反应的活化能，即反应所需的能量。因为催化剂能够降低反应的活化能，使得反应在较低温度下进行，所以催化剂失活的温度一般会高于反应的活化能。
催化剂失活的原因有多种，其中包括物理因素和化学因素。物理因素包括催化剂表面积的减小、微观结构的改变等。当催化剂表面积减小时，反应物无法充分接触到催化剂表面，导致反应速率下降。微观结构的改变也会影响催化剂的活性，例如晶格缺陷、杂质等都可能导致催化剂失活。
化学因素包括催化剂与反应物之间的相互作用。催化剂与反应物之间可能发生吸附、解离、表面反应等过程，这些过程都可能导致催化剂失活。例如，催化剂表面上可能发生氧化、硫化、
碳积炭等反应，导致催化剂活性降低。此外，催化剂还可能与反应物发生氧化还原反应，导致催化剂被氧化或还原而失活。
对于不同种类的催化剂，其失活温度也会有所不同。例如，金属催化剂一般在较高温度下容易失活，而氧化物催化剂则在较低温度下容易失活。这是因为金属催化剂一般需要较高的温度才能激发其电子结构的变化，而氧化物催化剂则可以在较低温度下发生氧离子迁移等反应。
此外，反应条件也会对催化剂失活温度产生影响。例如，如果反应中存在腐蚀性物质、高浓度的反应物等，都会加速催化剂的失活。此外，反应温度、压力等条件的变化也可能导致催化剂失活。
为了延缓催化剂失活的发生，可以采取一些措施。例如，可以通过改变反应条件来减少对催化剂的损伤，例如降低反应温度、压力等。此外，还可以采用添加剂来提高催化剂的稳定性，例如添加稳定剂、抗中毒剂等。
总之，催化剂失活是一个复杂的过程，受多种因素影响。了解催化剂失活的温度及其原因对于优化反应条件、提高催化剂稳定性具有重要意义。通过合理设计和选择催化剂，并采取相应措施延缓催化剂失活的发生，可以提高反应效率和经济性。
催化装置催化剂失活与破损原因分析及解决措施
催化装置催化剂失活与破损原因分析及解决措施 张志亮 薛小波 随着全厂加工原油结构的改变，为了平衡全厂重油压力，今年以来催化装置持续提高掺渣比，目前控制在25%左右。催化原料的重质化、劣质化，对催化装置催化剂造成较大影响。出现了催化剂重金属中毒加剧、失活严重、破损加重等现象，从而导致装置催化剂单耗上升、产品收率下降、各项经济指标下降。通过在显微镜下研究催化剂的颗粒度分布、粒径的大小及形状，找到影响催化剂失活和粉碎的主要原因，通过采取多种措施，调整操作、精细管理等方式，提高装置催化剂活性、降低催化剂破损，保证装置在高掺渣率条件下，优质良好运行。 1、催化剂失活原因分析 催化剂失活主要分为两种：一、暂时性失活；二、永久性失活。暂时性失活主要由于催化剂孔径和活性中心被焦炭所堵塞，可在高温下烧焦基本得到恢复。而永久性失活是指催化剂结构发生改变或者活性中心发生化学反应而不具有活性，其中包括催化剂重金属中毒和催化剂水热失活。 1.1 催化剂的重金属中毒失活 原料中重金属浓度偏高很容易使催化剂发生中毒而破裂，尤其是钠、钒和镍。由于钠离子和钒离子在催化剂表面易形成低熔点氧化共熔物,这些共熔物接受钠离子生成氧化钠,氧化钠不仅能覆盖于催化剂表面减少活性中心,而且还能降低催化剂的热稳定性；其中重金属中Ni 对催化剂的污染尤为突出，平衡剂中Ni 含量每上升1000ppm ，催化剂污染指数上升1400ppm 。 平衡剂性质分析 1020304050607080Fe V Na Ca Ni 活性 2011年 2012年 图1 2012年与2011年平衡催化剂性质分析对比 从图1中可以看出：2012年平衡剂与2011年同期对比，平衡剂活性有所下降，从同期的62%降至今年的60%左右。金属Fe 、Na 、Ca 含量基本持平，V 的含量下降了37%，但是Ni 浓度大幅上升，上升了55%。对比污染指数： 2011年为8840ppm ，2012年为11970ppm ，同比上升了35.4%，
催化剂一般失活的温度
催化剂一般失活的温度 催化剂是一种能够加速化学反应速率而不参与反应本身的物质。在催化剂的作用下，反应物能够以更低的能量形式转化为产物，从而提高反应速率。然而，催化剂在使用过程中常常会出现失活现象，即催化剂的活性降低或完全丧失。催化剂失活的温度一般不低于一定的数值，下面将详细介绍催化剂失活的温度及其原因。 催化剂失活的温度取决于多种因素，包括催化剂的种类、反应条件、反应物质的性质等。一般来说，催化剂失活的温度不会低于反应的活化能，即反应所需的能量。因为催化剂能够降低反应的活化能，使得反应在较低温度下进行，所以催化剂失活的温度一般会高于反应的活化能。 催化剂失活的原因有多种，其中包括物理因素和化学因素。物理因素包括催化剂表面积的减小、微观结构的改变等。当催化剂表面积减小时，反应物无法充分接触到催化剂表面，导致反应速率下降。微观结构的改变也会影响催化剂的活性，例如晶格缺陷、杂质等都可能导致催化剂失活。 化学因素包括催化剂与反应物之间的相互作用。催化剂与反应物之间可能发生吸附、解离、表面反应等过程，这些过程都可能导致催化剂失活。例如，催化剂表面上可能发生氧化、硫化、
碳积炭等反应，导致催化剂活性降低。此外，催化剂还可能与反应物发生氧化还原反应，导致催化剂被氧化或还原而失活。 对于不同种类的催化剂，其失活温度也会有所不同。例如，金属催化剂一般在较高温度下容易失活，而氧化物催化剂则在较低温度下容易失活。这是因为金属催化剂一般需要较高的温度才能激发其电子结构的变化，而氧化物催化剂则可以在较低温度下发生氧离子迁移等反应。 此外，反应条件也会对催化剂失活温度产生影响。例如，如果反应中存在腐蚀性物质、高浓度的反应物等，都会加速催化剂的失活。此外，反应温度、压力等条件的变化也可能导致催化剂失活。 为了延缓催化剂失活的发生，可以采取一些措施。例如，可以通过改变反应条件来减少对催化剂的损伤，例如降低反应温度、压力等。此外，还可以采用添加剂来提高催化剂的稳定性，例如添加稳定剂、抗中毒剂等。 总之，催化剂失活是一个复杂的过程，受多种因素影响。了解催化剂失活的温度及其原因对于优化反应条件、提高催化剂稳定性具有重要意义。通过合理设计和选择催化剂，并采取相应措施延缓催化剂失活的发生，可以提高反应效率和经济性。
催化燃烧
催化燃烧基本原理 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
脱硝催化剂失活的判定办法和预控措施
脱硝催化剂失活的判定办法和预控措施 摘要：针对某热电公司1号锅炉脱硝效率下降、空预器差压上升、脱硝 出口氨逃逸变大、飞灰存在氨气味等情况，提出了脱硝催化剂失活的原因，并提 出运行中判断催化剂失活的对策进行提前预控，起到有效延长催化剂寿命的作用。 关键词：催化剂；失活；磨损；预控 1引言 火电厂烟气脱硝装置用于脱除烟气中氮氧化物，通过将氨作为还原剂喷入烟 气与烟气中氮氧化物发生还原反应，并经催化剂催化生成无害的氮气和水，从而 达到脱除氮氧化物的目的。而催化剂做为选择性催化还原法（以下简称SCR）脱 硝装置的核心部分，其组分、表面结构等相关参数都对SCR脱硝系统的整体脱硝 效果产生直接影响[1]。在锅炉运行过程中导致催化剂失活的原因有很多，如催化 剂烧结、活性组分流失、催化剂中毒[2]等都会直接影响脱硝效率，严重时会导致 环保参数超标、喷氨浪费、空预器堵塞以及影响机组带负荷等各种不良后果。 2设备简介 某公司1号锅炉脱硝系统由无锡华光锅炉股份有限公司设计制造，采取选择 性催化还原法脱硝装置，该装置反应器位于锅炉省煤器后空预器前，氨喷射器放 置在 SCR反应器上游进口烟道竖直段，在反应器里烟气向下流过均流板、催化剂层，随后经出口烟道进入空预器。SCR反应器内催化剂按照三层运行，一层备用 设计，在设计煤种、锅炉最大工况、处理100%烟气量条件下三层催化剂脱硝效率 不小于90.9%，但随着后期运行时间增长，1号锅炉出现脱硝效率下降、脱硝出 口氨逃逸变大、喷氨量增加，甚至飞灰存在氨味等问题，这往往意味着催化剂出 现失活问题。 3催化剂失活
机组运行中导致催化剂失活的原因较多，一般来说烟气温度低于320℃，SCR 脱硝生成副产物硫酸氢氨就容易在催化剂孔隙和表面发生沉积，导致催化剂堵塞，堵塞会直接导致催化剂与氮氧化物接触面积减少，造成脱硝效率降低；同样催化 剂在高温环境中也易导致热烧结引起失活。当烟气中的钾、钠、钙等碱性金属与 催化剂中的五氧化二钒发生反应，降低其吸附氨的能力，从而降低催化效率，尤 其是当氧化钾含量达到1%以上时，可使催化剂全部失活，也就是所谓的催化剂中毒。另外烟气脱硝前未经过脱硫除尘过滤，烟气成分复杂存在催化剂中毒失活风 险[3]。 4判定脱硝催化剂失活的手段 4.1在1号锅炉运行中对脱硝出入口NO x及出口NH3进行数据统计，在锅炉制 粉系统运方、机组负荷和煤质变化相近的不同阶段进行对比分析，观察脱硝反应 器的出入口差压是否有变大趋势，若有变大趋势应及时增加吹灰频次，若无改观 则初步判断催化剂出现堵塞情况，若有减小趋势则表明催化剂大孔径流失严重， 需要我们进行停炉内部检查、更换催化剂，在2022年09月份机组停运B级检修 中发现多处脱硝催化剂出现了破损、缺失等情况，这就进一步验证了脱硝催化剂 活性的降低。 4.2检查喷氨量与脱硝出口氨有无增大趋势，来判断脱硝催化剂活性有无降低；若出现脱硝喷氨量较前期增大较多且脱硝出口氨也变大，则表明脱硝催化剂 效率有所降低，1号机组因高加泄漏而解列检修过三次，高加退出运行时，脱硝 入口烟温一般会降至约273℃，低于催化剂活性温度范围，在这种工况下运行三 至五天后，便会出现喷氨量增加至最大，脱硝出口氨也增至最大，而环保在线氮 氧化物反而在不断增长，这也表明脱硝催化剂活性出现了降低。 4.3定期对净烟气氮氧化物进行实测，校准微机内数值的准确性。1号锅炉 就多次出现喷氨量增大较多、脱硝出口氨逃逸增大较多，而微机内氮氧化物参数 反而变化不大的情况。此时就需要及时联系环保参数维护人员进行就地实测和校准，不可盲目增加喷氨量，防止因喷氨过多造成浪费和空预器的堵塞，若实测数 值也偏大，则表明催化剂的活性出现了降低，若实测数值不大，则表明微机内显 示数值不准确，给人造成了虚假判断的现象。
催化剂
催化剂
由于硫回收装置在热转化阶段最高只能达到60％～70％的硫回收率，因此在实际生产中预防催化剂失活对保证装置的高硫回收率和避免对下游尾气处理装置的影响就尤为重要。实际生产分析发现，造成催化剂失活的原因有多种，而与日常操作相关的有以下几种： 1．装置系统操作温度过低造成催化剂床层温度过低。低于或接近硫的露点温度会因液硫的生成而造成催化剂的临时性失活，同时催化剂遇液态水被浸泡而变成粉末，造成永久性失活。 2．原料中带烃(尤其是重烃)，或在装置开停工时用燃料气预热的过程中对燃烧所需的配风比控制不当，都会使催化剂因积炭而临时性失活。 3．装置工艺系统中过量氧的存在会造成催化剂硫酸盐化而致临时性失活。 尽管临时性的失活可以通过热浸泡的方式来进行再生，但催化剂活性会因为高温的热冲击而减弱。 由于造成催化剂失活的原因很多，如果能够对催化剂的活性做出正确的评估，对于节省操作费用和保证高硫回收率是非常有益的。用装置的硫回收率来判断催化剂活性的高低是最直接和明显的手段。催化剂临时性失活通常都伴有床层压力降增加的现象，如果装置的硫回收率降低且反应器床层压力降增加,通常意味着催化剂已经临时性失活。如果催化剂床层压力降没有明显变化，则意味着催化剂可能永久性失活。对于催化剂因永久性失活造成活性减弱的判断则比较困难。硫磺回收装置的反应器的床层高度通常约为900mm，但如果催化剂状态良好，实际的克劳斯反应通常在顶端至150mm 处就可以达到平衡。对各个反应器进出口温差和每个反应器床层温差的综合判断可以帮助确定催化剂的状态。以一个二级克劳斯硫回收装置为例：催化剂性能良好时，对某一催化剂，反应器进出口温差大致应在一特定数值范围，如果反应器中温差不符合这一数值范围，则可能催化剂已失活，比如，某种型号催化剂活性高时，各反应器进出口温差为：一级反应器70℃，二级反应器22℃，如果反应器进出口温差为下述情况：一级反应器为50℃，二级反应器为30℃，则说明一级反应器内的催化剂活性已经失活，克劳斯反应在一级反应器内已经不能达到平衡。 氧化铝催化剂失活的原因有两类：第一类是改变催化剂基本结构性能的物理失活，包括磨耗和机械杂质污染、热老化或水热老化引起的比表面积损失。
scr催化剂温度范围
scr催化剂温度范围 SCR催化剂是一种广泛用于减少柴油机尾气中氮氧化物（NOx）排放的技术。 SCR的全称为“选择性催化还原”，它通过与尾气中的氨气一起在催化剂表面上进行反应，将NOx 转化成无害的氮氧化物和水。然而，催化剂的有效温度范围对催化剂性能的影响很大。本文将详细介绍SCR催化剂的温度范围和其对排放降低的重要性。 1. SCR催化剂的温度范围 SCR催化剂温度范围是指催化剂在哪个温度区间内能够有效地催化反应。这个范围通常在200℃到500℃之间，具体取决于催化剂的类型和组成。 当催化剂温度较低时，NH3浓度较低，因此反应速度较慢。另一方面，当催化剂温度超过特定范围，反应速率将急剧下降。这是因为催化剂表面上的活性组分已被过度氧化，使催化剂失去催化活性。 SCR催化剂在适当的温度范围内可以大大降低柴油机尾气中的NOx排放。因此，维护催化剂的适当温度就变得非常重要。 首先，在冷启动期间，催化剂必须适当的加热以达到有效工作温度。这可以通过加热汽车发动机冷却液或加热前处理器来实现。这可以提高催化剂的温度，以便在尽可能短的时间内减少NOx排放。 还要确保发动机在正常工作温度下运行。这有助于保持催化剂在有效温度范围内，以便随着引擎负载的变化而能够迅速地处理废气。 此外，如果催化剂过热，可能会发生硫和水蒸气等有害物质的脱落。因此，保持正确的催化剂温度范围还可以防止催化剂的污染，从而延长其使用寿命。 3. 结论 在柴油机尾气排放控制技术中，SCR催化剂是一种重要的技术。催化剂的温度范围对其催化性能和使用寿命具有重要影响。因此，为了降低NOx排放，必须保持催化剂在适当的温度范围内运行。这可以通过适当的加热和控制发动机温度来实现。
催化剂失活的原因和解决措施
催化剂失活的原因和解决措施 催化剂是化学反应中不可或缺的重要组成部分，它可以加速反应速率，提高反应效率，降低反应温度和能量消耗。然而，催化剂在使用过程中会出现失活现象，导致反应效率下降，甚至无法继续使用。本文将从催化剂失活的原因和解决措施两个方面进行探讨。 一、催化剂失活的原因 1. 活性位点失活：催化剂的活性位点是催化反应的关键，如果活性位点失活，催化剂的催化效果就会下降。 2. 中毒：催化剂在反应中会与反应物和产物发生化学反应，形成中间体和副产物，这些中间体和副产物可能会在催化剂表面积聚，导致催化剂失活。 3. 烧结：催化剂在高温下容易发生烧结现象，导致催化剂表面积减小，活性位点减少，从而失活。 4. 氧化：催化剂在反应中可能会与氧气发生氧化反应，导致催化剂表面的活性位点被氧化，失去催化活性。 二、催化剂失活的解决措施 1. 催化剂再生：对于活性位点失活的催化剂，可以通过再生的方式恢复其催化活性。再生的方法包括高温还原、氧化还原、酸碱洗涤等。
2. 催化剂改性：对于容易中毒的催化剂，可以通过改性的方式增强其抗中毒能力。改性的方法包括添加助剂、改变催化剂结构等。 3. 催化剂保护：对于容易烧结和氧化的催化剂，可以通过保护的方式延长其使用寿命。保护的方法包括降低反应温度、控制反应气氛、添加稳定剂等。 4. 催化剂替换：对于失活严重的催化剂，只能通过替换的方式来解决。替换的催化剂应具有更好的稳定性和催化活性。 催化剂失活是催化反应中不可避免的问题，但可以通过再生、改性、保护和替换等方式来解决。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的解决措施，以保证催化反应的高效进行。
催化剂的失活原因
催化剂的失活原因 催化剂的失活原因一般分为中毒、烧结和热失活、结焦和堵塞三大类。 1、中毒引起的失活 (1)暂时中毒(可逆中毒) 毒物在活性中心上吸附或化合时,生成的键强度相对较弱可以采取适当的方法除去毒物,使催化剂活性恢复而不会影响催化剂的性质,这种中毒叫做可逆中毒或暂时中毒。 (2)永久中毒(不可逆中毒) 毒物与催化剂活性组份相互作用,形成很强的的化学键,难以用一般的方法将毒物除去以使催化剂活性恢复,这种中毒叫做不可逆中毒或永久中毒。 (3)选择性中毒 催化剂中毒之后可能失去对某一反应的催化能力,但对别的反应仍有催化活性,这种现象称为选择中毒。在连串反应中,如果毒物仅使导致后继反应的活性位中毒,则可使反应停留在中间阶段,获得高产率的中间产物。 2、结焦和堵塞引起的失活 催化剂表面上的含碳沉积物称为结焦。以有机物为原料以固体为催化剂的多相催化反应过程几乎都可能发生
结焦[7]。由于含碳物质和/或其它物质在催化剂孔中沉积,造成孔径减小(或孔口缩小),使反应物分子不能扩散进入孔中,这种现象称为堵塞。所以常把堵塞归并为结焦中,总的活性衰退称为结焦失活,它是催化剂失活中最普遍和常见的失活形式。通常含碳沉积物可与水蒸气或氢气作用经气化除去,所以结焦失活是个可逆过程。与催化剂中毒相比,引起催化剂结焦和堵塞的物质要比催化剂毒物多得多。 在实际的结焦研究中,人们发现催化剂结焦存在一个很快的初期失活,然后是在活性方面的一个准平稳态,有报道称结焦沉积主要发生在最初阶段(在0.15s内),也有人发现大约有50%形成的碳在前20s内沉积。结焦失活又是可逆的,通过控制反应前期的结焦,可以极大改善催化剂的活性,这也正是结焦失活研究日益活跃的重要因素。 3、烧结和热失活(固态转变) 催化剂的烧结和热失活是指由高温引起的催化剂结构和性能的变化。高温除了引起催化剂的烧结外,还会引起其它变化,主要包括:化学组成和相组成的变化,半熔,晶粒长大,活性组分被载体包埋,活性组分由于生成挥发性物质或可升华的物质而流失等。
化学反应中催化剂的热稳定性研究
化学反应中催化剂的热稳定性研究化学反应中的催化剂对反应速率和选择性有着重要影响。然而，在高温反应中，催化剂可能会失去催化活性，导致反应的效率降低。因此，研究催化剂的热稳定性是非常重要的。在本文中，我 们将介绍几种用于研究催化剂热稳定性的方法。 1. 差示扫描量热法（DSC） 差示扫描量热法是一种通过测量反应热以评估热力学稳定性的 技术。DSC技术通过将样品和参比物放置在两个密闭的容器中， 并隔绝在同一加热规定条件下同时扫描这两个容器，以测量样品 热力学特性的变化，比如热机械效应，相变及化学反应等。因此，DSC是一种可以用来研究催化剂的热稳定性及热解行为的技术。 通过对DSC曲线的分析，可以确定催化剂的热稳定性，同时还可 以确定催化剂失活的温度和其过程是可逆还是不可逆。 2. 气相色谱（GC） 气相色谱是一种广泛用于研究催化剂性质的技术。在GC分析中，通过将反应物和产物分离和定量，可以评估催化剂的效率、
选择性和活性。通过气相色谱分离反应物和产物，可以确定催化剂失活的温度和过程，同时，还可以确定催化剂失活的原因。 3. 透射电子显微镜（TEM） 透射电镜在材料科学和工程领域中的应用越来越广泛。在研究催化剂的热稳定性方面，TEM可以用来研究催化剂的微观结构和缺陷。通过观察催化剂的结构和形态，可以确定催化剂的热稳定性和失活机制。 4. X射线衍射（XRD） X射线衍射是通过散射和衍射X射线的技术研究材料物理和化学特性的一种技术。在研究催化剂的热稳定性方面，XRD可以用来研究催化剂的晶体结构。通过观察催化剂的晶体结构的变化，可以确定催化剂失活的温度和原因。 总之，研究催化剂的热稳定性是非常复杂和多方面的。DSC、GC、TEM和XRD是常用的研究催化剂热稳定性的技术。通过对这些技术的应用，可以确定催化剂的热稳定性、失活机制和失活
简述催化剂失活
简述各类催化剂失活 的含义、特征、类型、主要失活机理和影响因素 天津大学 化工学院 09化工一班 王一斌 3009207018
摘要 本文主要讲述工程上的催化剂失活的主要原因，在文中用一些例子讲述了这些原因和方法，这些方法中涉及了国内外传统的和某些先进的方法。 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（也叫触媒）。根据定义我们知道催化剂能改变化学反应进行的速度，因此在工业生产中具有重要的作用，但是我们也都知道在工业生产中催化剂并不能一直保持稳定不变的活性，因此研究催化剂的失活与再生便有着重要的意义。 催化剂失活是指在恒定反应条件下进行的催化反应的转化率随时间增长而下降的的现象叫催化剂失活。催化剂失活的过程大致可分为三个类型：催化剂积碳等堵塞失活，催化剂中毒失活，催化剂的热失活和烧结失活。下面就三种失活方式做简要解释：积碳失活：催化剂在使用过程中，因表面逐渐形成碳的沉积物从而使催化剂的活性下降的过程称积碳失活。 中毒失活：催化剂的活性和选择性由于某些有害物质的影响而下降的过程称为催化剂中毒。 热失活和烧结失活：催化剂由于高温造成烧结或者活性组分被载体包埋，活性组分由于生成挥发性物质或可升华的物质而损失造成的活性降低的现象。
正文 一、积炭失活 催化剂表面上的含碳沉积物称为结焦。以有机物为原料以固体为催化剂的多相催化反应过程几乎都可能发生结焦。由于含碳物质和/或其它物质在催化剂孔中沉积，造成孔径减小(或孔口缩小)，使反应物分子不能扩散进入孔中，这种现象称为堵塞。所以常把堵塞归并为结焦中，总的活性衰退称为结焦失活，它是催化剂失活中最普遍和常见的失活形式。通常含碳沉积物可与水蒸气或氢气作用经气化除去，所以结焦失活是个可逆过程。与催化剂中毒相比，引起催化剂结焦和堵塞的物质要比催化剂毒物多得多。 在实际的结焦研究中，人们发现催化剂结焦存在一个很快的初期失活，然后是在活性方面的一个准平稳态，有报道称结焦沉积主要发生在最初阶段(在0.15s 内)，也有人发现大约有50%形成的碳在前20s 内沉积。结焦失活又是可逆的，通过控制反应前期的结焦，可以极大改善催化剂的活性，这也正是结焦失活研究日益活跃的重要因素。 结焦机理分为酸结焦、脱氢结焦、离解结焦。 酸结焦：烃类原料在固体酸催化剂上或固体催化剂的酸性部位上通过酸催化聚合反应生成碳质物质。 ()y x m n CH H C → 脱氢结焦：烃类原料在金属和金属氧化物的脱氢部位上分解生成碳或含碳原子团。 yC H C m n → 离解结焦：一氧化碳或二氧化碳在催化剂的解离部位上解离生成碳。 222 2O C CO CO C CO +⇒+⇒ 二、中毒失活 催化剂所接触的流体中的少量杂质吸附在催化剂的活性位上，使催化剂的活性显著下降甚至消失，称之为中毒。使催化剂中毒的物质称为毒物。 (1)暂时中毒(可逆中毒) 毒物在活性中心上吸附或化合时，生成的键强度相对较弱可以采取适当的方法除去毒物，使催化剂活性恢复而不会影响催化剂的性质，这种中毒叫做可逆中毒或暂时中毒。 (2)永久中毒(不可逆中毒) 毒物与催化剂活性组份相互作用，形成很强的化学键，难以用一般的方法将毒物除去以使催化剂活性恢复，这种中毒叫做不可逆中毒或永久中毒。 (3)选择性中毒 催化剂中毒之后可能失去对某一反应的催化能力，但对别的反应仍有催化活性，这种现象称为选择中毒。在连串反应中，如果毒物仅使导致后继反应的活性位中毒，则可使反应停留在中间阶段，获得高产率的中间产物。
孔结构对催化剂性能的影响
孔结构对硫磺回收催化剂性能的影响 1■硫磺回收的基本原理 对于非均相催化反应催化剂来说，由于孔结构的阻塞可以造成催化剂活性的下降，例如：积炭可以造成加氢裂化和加氢精制催化剂/蒸汽重整和甲烷化催化剂/合成氨催化剂/汽车尾气处理催化剂的失活。 对于硫磺回收催化剂来说，硫酸盐化和液硫的沉积是造成催化剂失活的主要原因之一。 对于硫磺回收催化剂来说，由S02的存在，氧化铝催化剂的硫酸盐化是不可避免的。 硫磺回收的主要反应机理： 2H, S + (1+ 切Q - 2H,0+((2-讷)S + izSO, 其中a=0~2 n=2~8持殊条件下可能更大 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Temperature, K 图1.在1atm下H2S与化学计量的空气进行反应生成硫蒸气和水的理论平衡转化率 通过图1可以看出，硫的平衡转化率是温度的函数，热力学的数据表明克劳斯反应是强放热反应，克劳斯反应器应该在低温下操作更有利于提高硫的回收率。 般三级克劳斯的反应器操作温度是如何确定的呢?
第一反应器的温度是根据确保COS和CS2完全水解的温度来确定的： COS + H2O = H2S+ CO2 CS2+ H2O = H2S+ CO2 这两个反应是反应速度受动力学控制的，水解率是随着温度的升高而升高 的，只有达到合适的温度才能保证完全水解。合适的温度是316〜350C。 第二反应器和第三反应器的操作温度理论上来讲只要在硫的露点温度以上来操作就是最合适的了。 但是由于毛细凝聚现象的存在，硫蒸汽在低于硫的饱和蒸气压以下就开始在催化剂的毛细孔中凝聚，硫在毛细孔中的凝聚直接导致了催化剂性能的下降。原因是凝结的液硫覆盖了催化剂的表面，二硫本身是不具有催化活性的。 尽管很早就认识到硫的冷凝沉积是造成催化剂失活的原因之一，但问题的实质并没有搞清楚，而且就如何据此有化催化剂的设计研究的不够。 根据毛细凝聚现象的物理模型，来估算液硫可能阻塞的催化剂的孔体积与催化反应器的操作温度之间的函数关系，以及找到催化反应器的操作温度与液硫露点温度之间的温度差，从而确定不同催化剂的最合适的操作温度。 2•毛细凝聚的原理 在毛细孔内的液滴的蒸气压低于在表面的正常的饱和蒸气压，在部分充满的毛细孔内存在如下关系式： ,_ cos 9 打_ RTh\(P/P) (1) 式中d---含有液滴的毛细管或毛细孔的直径，mm Y--液体的表面张力，dyne/cm V—液体的摩尔体积，cc/mole 接触角，度 R—通用气体常数=8.314 >t07erg/mole/K T —绝对温度，K P—在毛细管或孔中凝结的液滴的气相分压，mmHg
烟气温度对SCR脱硝催化剂的影响及措施
烟气温度对SCR脱硝催化剂的影响及措施 0引言 江苏徐塘发电有限责任公司4、5号2*320MW机组烟气脱硝采用日本IHI公司的选择性催化还原法（SCR），对100%烟气量进行脱硝处理，锅炉采用上海锅炉厂制造的亚临界中间再热强制循环汽包炉。脱硝催化剂布置在锅炉省煤器出口和空气预热器进口之间，采用蜂窝式催化剂，以TiO2为载体，V2O5—WO3为活性成分，布置方式为“2+1”，既2层运行，1层备用，由成都东方凯特瑞环保催化剂有限公司制造，设计反应最佳温度为320~420℃。脱硝装置未设置反应器旁路。本文讲述了烟气温度在不同情况下对SCR脱硝机组催化剂的影响，从锅炉的启停、正常运行烟温过高过低、事故状态三个方面进行了阐述。通过分析，针对性的进行SCR脱销系统的优化设计，制定防止催化剂损坏的措施。 1温度对SCR脱硝催化剂的影响 催化剂是SCR烟气脱销机组的核心部件，性能直接影响整体脱硝效果；且其初期投资成本约占项目投资的30~50%，决定着SCR系统的运行成本。而烟气温度时影响催化剂运行的重要因素，不仅决定反应物的反应速度，而且决定催化剂的反应活性，据顶催化剂的寿命。当烟气温度低于催化剂的适用温度范围下限时，在催化剂上会发生副反应，NH3与SO3和H2O反应生成（NH4）2SO4或NH4HSO4,减少与NO X的反应，生成物附着在催化剂表面，堵塞催化剂的通道和微孔，降低催化剂的活性；同时局部堵塞还会造成催化剂的磨损。另外，如果烟气温度高于催化剂的使用温度，催化剂通道和微孔会发生变形，导致有效通道和面积减少，从而使催化剂失活。温度越高，会出现催化剂活性微晶高温烧结的现象，催化剂失活越快。 以下将介绍几种情况下烟气温度对SCR脱硝催化剂的影响。 1.1锅炉启动时烟气温度变化对催化剂的影响 在锅炉启动过程中，烟气中的铵盐、硫酸、水和其他凝结物低于各自的露点温度时，催化剂会将其吸入孔内，温度升高时，这些物质蒸发将导致催化剂孔内压力增大，产生的机械应力可能造成催化剂损坏。另外启动时油沾污催化剂，可能造成在更高温度下燃烧，造成催化剂的烧结现象。停炉过程中，催化剂中容易残余氨，随着烟温的下降形成铵盐。 1.2低负荷运行时烟气温度对催化剂的影响 由于4、5号机组锅炉同时进行低氮燃烧器改造，导致省煤器出口温度低于设计值，负荷低于210MW时，脱硝反应器进口温度低于320℃。当催化剂在低于320℃运行时，氨气将与烟气中的三氧化硫反应易生成铵盐，造成催化剂堵塞和磨损，降低催化剂的活性。 1.3烟气温度的影响 烟气温度低于420~430℃，催化剂的烧结速度处于可以接受的范围。但当烟气温度高于450℃，催化剂的寿命就会在短时间内大幅降低，烧结时催化剂失活的重要原因之一，不能通过催化剂再生的方式恢复。我公司催化剂能满足烟气温度不高于420℃的情况下长期运行，同时能承受运行温度450℃不少于5小时的考验，而不产生任何损坏。 1.4事故状态下烟气温度对催化剂的影响 锅炉超温：锅炉MFT，辅机故障或跳闸等情况可导致烟气温度迅速下降，脱硝系统停运，催化剂中残余氨较多。但综合所有事故状态，锅炉四管泄漏对催化剂的影响最大。因为锅炉一旦爆管，就会有大量的蒸汽进入烟气，流经催化剂。如果在汽水侧疏水、泄压、降温完成前，烟温下降过快，泄漏处的水蒸气与空气混合造成空气湿度大甚至局部出现水滴，在较短的时间内造成催化剂较大的寿命损耗；并加快催化剂的碱金属中毒，降低催化剂的活性。 2采取的措施和方法
催化和氧化脱氢
催化脱氢和氧化脱氢 1.催化脱氢和氧化脱氢的概念(1) 脱氢反应是加氢反应的逆反应；吸热反应； (2) 分子数增加的反应；随着脱氢反应的进行，生成物和氢气逐渐增多，平衡不利于脱 氢(3)脱氢反应受到化学平衡的限制，转化率不可能很高 (4) 要使平衡向有利于脱氢方向进行，可以采取将生成的氢气除去的办法—氧化脱氢 (5) 氧化脱氢 氧是氢“接受体”；放出大量反应热可补充热量消耗。 氢接受体有： O 2 （空气）、卤素和含硫、氮化合物等，这类反应称之为氧化脱氢反应。 2.催化剂 脱氢反应受热力学限制需在高温下进行，应使用能耐高温催化剂，一般采用金属氧化物Cat.常见的脱氢催化剂： Cr 2O 3 -Al 2 O 3 、Fe 2 O 3 -Cr 2 O 3 -K 2 O、Ca 8 Ni(PO 4 ) 6 -Cr 2 O 3 -石墨脱氢反应器：列管等温式— 反应物料走管内，管间走载热体 绝热式—过热水蒸汽直接带入反应系统以提供热量多段式—在段间设置中间加热器以保证反应所需温度4.脱氢反应中常用的载热体 熔盐供热的工艺流程
熔点142℃，沸点＞1000℃ 供热的最佳范围为150℃~ 600℃ 熔盐的组成(wt%)KNO3 53%；NaNO2 40 %；NaNO37 %； 熔盐供热系统优点： (1) 给热系数大 (2) 加热温差小 (3) 不易局部过热等优点 熔盐供热脱氢反应流程 5.乙苯脱氢制苯乙烯苯乙烯，无色液体，难溶于水，用途很广，主要用于生产树脂、塑料和橡胶 烃类裂解制乙烯副产裂解汽油中含 4 ~ 6%。 工业上苯乙烯主要由乙苯脱氢制得。 〔一〕反应工艺条件 1. 反应温度：580-620℃ •提高温度有利于脱氢平衡；加快脱氢反应速度 •裂解等副反应活化能高→比脱氢反应加快更多 •产物聚合生焦加速→催化剂的失活加快，再生周期缩短
催化剂的失活与再生
催化剂的失活与再生 [摘要]:本文重点论述了近年来国外对催化剂失活的研究成果，并阐述了经使用失活及再生后的催化剂在物化性质、孔结构、活性及选择性方面均有不同程度的改变。 [关键词]：催化剂；失活；再生；加氢 催化剂在使用过程中催化剂活性会逐渐降低即催化剂失活,失活的速度与原料的性质、操作条件、产品的要求以及催化剂本身的特性均有密切的关系。 关于催化剂的失活,归纳起来失活的原因一般分为结焦失活(造成催化剂孔堵塞)、中毒失活(造成催化剂酸性中心中毒)和烧结失活(造成催化剂晶相的改变)等。工业加氢催化剂失活的主要原因是焦炭生成和金属堵塞,造成催化剂孔结构堵塞和覆盖活性中心。同时伴随着活性中心吸附原料中的毒物,活性金属组分迁移或聚集、相组成的变化、活性中心数减少、载体烧结、沸石结构塌陷与崩溃等。 不同用途的催化剂失活的主要原因有所不同,重油加氢处理催化剂失活,是因结焦、金属聚集、活性中心数减少;渣油加氢催化剂失活是因重金属硫化物沉积和结焦。而分子筛型加氢裂化催化剂失活,主要是因结焦,焦炭覆盖活性中心和堵塞孔道, S/N杂质和重金属有机物化学吸附,使酸性中心中毒或沸石结构破坏,金属迁移和聚集等[1]。 1 催化剂失活的原因 影响催化剂失活的原因很多。Camaxob等把它们基本归纳为两类: 一是化学变化引起的失活; 二是结构改变引起的失活。Hegedus等归纳为三类: 即化学失活、热失活和机械失活。Hughes则归纳为中毒、堵塞、烧结和热失活[2]。本文将它们划分为中毒、烧结和热失活、结焦和堵塞三大类来进行讨论。
1.1中毒引起的失活 1.1.1毒物分析 催化剂的活性由于某些有害杂质的影响而下降称为催化剂中毒, 这些物质称为毒物。在大部分情况下, 毒物来自进料中的杂质, 如润滑油中含有的杂质[3], 也有因反应产物(如平行反应或连串反应的毒产物)强烈吸附于活性位而导致的催化剂中毒[4,5]。 通常所说的毒物都是相对于特定的催化剂和特定的催化反应而言的, 表1列出了一些催化剂上进行反应的毒物[6]。 1.1.2中毒类型 既然中毒是由于毒物和催化剂活性组份之间发生了某种相互作用, 则可以根据这种相互作用的性质和强弱程度将毒物分成两类: (1)暂时中毒(可逆中毒) 毒物在活性中心上吸附或化合时, 生成的键强度相对较弱可以采取适当的方法除去毒物, 使催化剂活性恢复而不会影响催化剂的性质, 这种中毒叫做可逆中毒或暂时中毒。例如用于CO和萘氧化反应的CuOx- Pt、MnOx- Pd和MnOx- Pt 催化剂中毒后, 可将它们加热至800℃而使其活性得以恢复[7]。 (2)永久中毒(不可逆中毒) 毒物与催化剂活性组份相互作用, 形成很强的化学键, 难以用一般的方法将毒物除去以使催化剂活性恢复, 这种中毒叫做不可逆中毒或永久中毒。Borgna利用正己烷重整作为测试反应, 噻吩作为毒性分子研究发现, Pt-Sn/Al2O3 和Pt-Re/Al2O3 在严重硫化的情况下很难再生[8, 9]。Ihm也发现在严重硫化时Mo和CoMo氮化物催化剂用一般方法难以恢复活性[10]。