催化燃燒處理有機(jī)廢氣和惡臭氣體-全文預(yù)覽
【正文】 過(guò)下列方式沉積在載體上:①電沉積在纏繞或壓制的金屬載體上。尖晶石對(duì)芳烴燃燒的催化活性尤為出色，使C7H8 完全燃燒只需260℃，實(shí)現(xiàn)了低溫催化燃燒。A為四面體型結(jié)構(gòu)，B為八面體形結(jié)構(gòu)；A和B形成交替立體結(jié)構(gòu)，易于取代而產(chǎn)生晶格缺陷，即催化活性中心位，表面晶格氧提供高活性的氧化中心，從而實(shí)現(xiàn)深度氧化反應(yīng)。Pt Pd 過(guò)渡金屬氧化物催化劑作為貴金屬催化劑的取代品，氧化性較強(qiáng)的過(guò)渡金屬氧化物對(duì)CH4等烴類和CO的氧化反應(yīng)都具有較高的催化活性，且成本較低，常見(jiàn)的有MnOx、CoOx和CuOx等催化劑。但由于其資源稀少、價(jià)格昂貴，且處理含氯和含硫的VOCs時(shí)很容易中毒，因而僅適用于處理不含氯和硫的VOCs。同時(shí)該法不適于處理燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量硫氧化物和氮氧化物的廢氣。適用范圍廣催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機(jī)廢氣及惡臭氣體。在催化燃燒過(guò)程中,催化劑的作用是降低反應(yīng)的活化能,同時(shí)使反應(yīng)物分子富集于催化劑表面,以提高反應(yīng)速率。此外，VOCs的污染范圍不僅僅局限在一個(gè)城市或國(guó)家內(nèi)，隨著它的擴(kuò)散與遷移，可以引起包括酸雨、臭氧層破壞、大氣變暖等全球環(huán)境問(wèn)題，具有跨國(guó)性和全球性?？蓪⑵鋪?lái)源大致歸納為表1所示。VOCs 惡臭物質(zhì)來(lái)源于生活和工業(yè)生產(chǎn)等方面。多數(shù)的VOCs 具有刺激性氣味且有毒性或劇毒, 這樣的VOCs 可以稱為VOCs 惡臭污染物質(zhì)。例如:石油加工、煉油、煉焦、煤氣、化肥、制藥、造紙、合成材料等行業(yè)。而且會(huì)與大氣中的NO2反應(yīng)生成O3，使低空大氣中O3濃度升高，形成光化學(xué)煙霧，危害人體健康和導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。催化燃燒是典型的氣固相催化反應(yīng),其實(shí)質(zhì)是活性氧參與深度氧化作用。在某些情況下,催化燃燒達(dá)到起燃溫度后便無(wú)需外界供熱。但是其缺點(diǎn)是工藝條件要求嚴(yán)格，不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的塵粒和霧滴，也不允許有使催化劑中毒的物質(zhì)，以防催化劑中毒，因此采用催化燃燒技術(shù)處理有機(jī)廢氣必須對(duì)廢氣作前處理。Pt、Pb、Ru等是典型的貴金屬催化劑，這類催化劑通常負(fù)載在載體上,其活性高、選擇性好。如果采用微乳法、氣相沉積來(lái)制備貴金屬催化劑，其活性更高。(1)鈣鈦礦型復(fù)氧化物稀土與過(guò)渡金屬氧化物在一定條件下可以形成具有天然鈣鈦礦型的復(fù)合氧化物，通式為ABO3，其活性明顯優(yōu)于相應(yīng)的單一氧化物。如其對(duì)CO的催化燃燒起燃點(diǎn)約為80℃，對(duì)烴類亦可在低溫區(qū)實(shí)現(xiàn)完全氧化；研究最為活躍的是CuMn2O4。另一類是整體式多孔蜂窩狀。金屬載體的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)熱性能好、機(jī)械強(qiáng)度高,缺點(diǎn)是比表面積較??；顆粒狀載體的優(yōu)點(diǎn)是比表面積大，缺點(diǎn)是壓降大以及因載體間相互摩擦而造成活性組分磨耗損失；蜂窩陶瓷載體是比較理想的載體形式，具有很大的比表面積，壓力降較片狀、粒狀、柱狀載體低，機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨、耐熱沖擊能力強(qiáng)。使催化劑失活的毒物包括快速作用毒物和慢速作用毒物兩大類。（2）抑制催化反應(yīng)。對(duì)催化劑活性的衰減,可以采取下列相應(yīng)的措施加以防止:①按操作規(guī)程正確控制反應(yīng)條件。燃燒動(dòng)力學(xué)當(dāng)有機(jī)廢氣在金屬氧化物催化劑上燃燒時(shí),CnHm 的氧化反應(yīng)是經(jīng)過(guò)表面氧化還原作用循環(huán)實(shí)現(xiàn)的。ni為每摩爾CnHm 物種i完全氧化所需氧的摩爾數(shù)。預(yù)熱式是催化燃燒的最基本的流程形式，其基本原理見(jiàn)圖1。有機(jī)廢氣溫度高且有機(jī)物含量較高，通常只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時(shí)使用，通過(guò)熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量，正常操作下就能夠維持熱平衡，不需要補(bǔ)充熱量，其流程見(jiàn)圖2.吸附催化燃燒。當(dāng)回收熱量超過(guò)預(yù)熱所需熱量時(shí)，可實(shí)現(xiàn)自身熱平衡運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)需外界補(bǔ)充熱源，這是最經(jīng)濟(jì)的。以含甲苯的廢氣凈化為例：設(shè)3種廢氣分別含甲苯8000mg/m4000mg/m2000mg/m3；催化劑相應(yīng)的起燃溫度分別為200℃、250℃、300℃；廢氣的初始溫度分別為30℃和150℃，熱交換器效率與需補(bǔ)充能量之間的關(guān)系見(jiàn)表2。詹建鋒采用吸附催化燃燒法治理彩印廠三苯廢氣,治理前廢氣濃度為1320 mg/m3 ,治理后濃度小于50 mg/m3 ,達(dá)到福建省DB35/15693要求。采用催化燃燒法處理(CH3)2NNH2(含量1% ,氣量500 m3/h) ,當(dāng)催化燃燒溫度高于300℃時(shí),(CH3)2NNH2廢氣去除率達(dá)99%以上,獲得了很好的處理效果。催化燃燒新技術(shù)隨著工業(yè)生成地迅猛發(fā)展，有機(jī)廢氣的種類也日益繁多，因此，人們也在不斷的研究開發(fā)催化燃燒的一些新技術(shù)、新工
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