工業(yè)防毒03有害氣體的燃燒凈化-資料下載頁
2025-05-14 09:15本頁面
【正文】 磨、耐熱沖擊。 工業(yè)防毒技術(shù) 44 工業(yè)防毒技術(shù) 45 1）催化劑的種類 催化劑可以是 氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài) ，其中固態(tài)催化劑應(yīng)用最為廣泛，它通常由 主活性物質(zhì)、助催化劑和載體 所組成。 (1)主活性物質(zhì)。能單獨對化學(xué)反應(yīng)起催化作用。 (2)助催化劑；本身沒有什么催化性能，但它的少量加入能明顯提高主活性物質(zhì)的催化性能。 (3)載體。用以承載主活性物質(zhì)和助催化劑，它的基本作用在于提供 大的比表面積 以節(jié)約主活性物質(zhì)，并改善催化劑的傳熱、抗熱沖擊和機械沖擊等物理性能。 工業(yè)防毒技術(shù) 46 二、催化燃燒原理 （一）催化燃燒原理 （二）催化氧化的轉(zhuǎn)化率與駐留時間 催化氧化的轉(zhuǎn)化率 實驗表明，催化劑床層中任何一點的氧化反應(yīng)均為一級反應(yīng)，即該點的氧化速率與該點濃度成正比。以微分式表示： 常數(shù)積分可得；將上式變數(shù)分離，兩邊數(shù)。氧化反應(yīng)的有效速率常速率，即氧化速度；該點可燃組分濃度降低留時間；廢氣在催化劑床層的駐可燃組分濃度；式中效效效效?????????????????????KKKKcdcdcddcccdlndc工業(yè)防毒技術(shù) 47 sKccsKffKfcfccKcfccKcc駐留時間，廢氣通過催化劑床層的常數(shù)，可燃組分氧化有效速率層的轉(zhuǎn)化率；可燃組分通過催化劑床式中變成指數(shù)形式后）則有：，催化氧化的轉(zhuǎn)化率為后的終濃度為床層，即經(jīng)歷駐留時間設(shè)廢氣通過整個催化劑，即可定出常數(shù)項偉，應(yīng)用初始條件效催催效催初催終初效終催終初效初初效???????????????????????????????11)1l n (1(lnlnlnlnln,0?工業(yè)防毒技術(shù) 48 如果經(jīng)過預(yù)熱后的廢氣含氧量超過可燃組分所需的 2%以上，則氧化速率不依賴于廢氣中氧的濃度。氧化轉(zhuǎn)化率有兩個因素的乘積所決定： 一是廢氣通過催化劑床層的駐留時間； 二是氧化過程的有效速率系數(shù) K效 駐留時間 在催化劑研究中， 稱為駐留時間或接觸時間，指反應(yīng)氣體通過催化劑床層中自由空間所需的時間。接觸時間越短，表示同樣體積的催化劑處理的廢氣越多，所以它是表示催化劑處理能力的參數(shù)之一， ???????????????? VVKssfmmmVmVVV氣催效催氣催氣催催化劑床層的空隙率，廢氣的體積流量，催化劑床層的體積，式中1/。/。)(3333工業(yè)防毒技術(shù) 49 SV稱為 空間速度 。通常以單位體積催化劑、每小時通過的氣體體積（換算至標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）計算， SV=廢氣的體積流量， m3/h 空間速度值越高，表示催化劑的處理能力越大。 線速度 指反應(yīng)氣體在反應(yīng)條件下通過催化劑床層自由截面積的速率， 線速度 = 催化劑體積， m3 反應(yīng)條件下氣流的體積流速， m3/s 床層截面積 空隙率， m2 工業(yè)防毒技術(shù) 50 (三）有效速率常數(shù) K效 的經(jīng)驗數(shù)據(jù) 氣固相催化反應(yīng)的過程分為以下七個步驟： ①反應(yīng)物從氣流主體向催化劑外表面擴散 (外擴散過程 ) ② 反應(yīng)物由催化劑外表面沿微孔方向向催化劑內(nèi)部擴散 (內(nèi)擴散過程 )； ③反應(yīng)物在催化劑的表面上被吸附 (吸附過程 )； ④吸附的反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成反應(yīng)生成物 (表面反應(yīng)過程 )； ⑤反應(yīng)生成物從催化劑表面上脫附 (脫附過程 )： ⑥脫附的生成物從微孔向外擴散到催化劑的外表面處 (內(nèi)擴散過程 )； ⑦生成物從催化劑外表面擴散到主氣流中被帶走 (外擴散過程 )。 工業(yè)防毒技術(shù) 51 工業(yè)防毒技術(shù) 52 三、催化燃燒的影響因素 （一）催化劑性能的影響 通常用 活性、選擇性和穩(wěn)定性 來表示催化劑的性能。 （ 1）活性 活性是衡量催化劑加速化學(xué)反應(yīng)速度的能力。工業(yè)上，催 化劑的活性 常用單位體積 (或質(zhì)量 )催化劑在一定溫度、壓力、反應(yīng)物濃度和空速條件下，單位時間內(nèi)所吸附的有害物量。 （ 2）選擇性 當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在熱力學(xué)上有幾個反應(yīng)方向時，一種催化劑在一定條件下只對其中一個反應(yīng)方向起加速作用，這種特性稱為 催化劑的選擇性（ 甲酸以氧化鋅作催化劑能分解為氫氣和二氧化碳，以氧化鈦時生成一氧化碳和水） （ 3）穩(wěn)定性。 催化劑在化學(xué)反應(yīng)過程中保持活性的能力稱為 催化劑的穩(wěn)定性。 它包括三個基本方面，即 熱穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性和抗毒穩(wěn)定性 。三者共同決定催化劑的使用期限。所以通常用 壽命 來表示催化劑的穩(wěn)定性。 工業(yè)防毒技術(shù) 53 影響催化劑壽命的因素有 催化劑老化和中毒 。 (1)催化劑老化 。老化是指在正常工作條件下逐漸失去活性的過程。（低熔點活性組分流失、表面低溫?zé)Y(jié)、內(nèi)部雜質(zhì)的遷移以及冷熱交替造成的機械性粉碎等） 改善途徑： ，開始時就過量設(shè)計所需的催化劑數(shù)量； ，以加速氧化反應(yīng)的進行，達到提高轉(zhuǎn)化率的目的； ，或?qū)⒋呋瘎┻M行活化處理，以提高其活性； 。 (2)催化劑中毒 。中毒是指反應(yīng)的物料中少量的雜質(zhì)使催化劑活性迅速下降的現(xiàn)象。能使催化劑中毒的物質(zhì)稱為 催化劑的毒物 。 工業(yè)防毒技術(shù) 54 第五節(jié) 催化燃燒裝置 ? 一、催化劑床層 ? 模屜設(shè)計 ? （ 1）有較大的幾何表面積 ? （ 2）適當(dāng)?shù)膲航? ? （ 3）結(jié)構(gòu)平直、堅固 ? （ 4）氣流均勻 ? （ 5）制作簡單、安裝維修方便 ? 催化劑分類： ? ? 工業(yè)防毒技術(shù) 55 工業(yè)防毒技術(shù) 56 第六節(jié) 安全措施 ? 一、控制廢氣中可燃組分的濃度 ? 廢氣中可燃組分的濃度要控制在 25%以下 ? 二、安設(shè)阻火器 ? ? ? ? ? （或玻璃球）阻火器 ? （金屬或陶瓷） ? 工業(yè)防毒技術(shù) 57 ? 三、可能爆炸處設(shè)置防爆膜泄壓 ? 四、安全操作規(guī)程 ? ，必須用空氣將風(fēng)道、燃燒室等處吹掃，清除可燃氣體 ? 、凝液等可燃物質(zhì)要及時清除。 ? ，不能氣等火
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