一、催化氧化系統(tǒng)(CO)
催化氧化是典型的氣---固相催化反應(yīng),其實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化氧化過程中,催化劑的作用是降低活化能,同時(shí)催化劑表面具有吸附作用,使反應(yīng)物分子富集于表面提高了反應(yīng)速率,加快了反應(yīng)的進(jìn)行。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下,發(fā)生無焰氧化,并氧化分解為CO2和H2O,同時(shí)放出大量熱能,從而達(dá)到去除廢氣中的有害物的方法。其反應(yīng)過程為:在將廢氣進(jìn)行催化氧化的過程中,廢氣經(jīng)管道由風(fēng)機(jī)送入熱交換器,將廢氣加熱到催化氧化所需要的起燃溫度,再通過催化劑床層使之氧化,由于催化劑的存在,催化氧化的起燃溫度約為250~300℃,大大低于直接氧化法的氧化溫度650~800℃,因此能耗遠(yuǎn)比直接氧化法為低。
二、 催化氧化系統(tǒng)的機(jī)理
催化作用的機(jī)理是一個(gè)很復(fù)雜的問題,這里僅做簡(jiǎn)介。在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程中,催化劑的加入并不能改變?cè)械幕瘜W(xué)平衡,所改變的僅是化學(xué)反應(yīng)的速度,而在反應(yīng)前后,催化劑本身的性質(zhì)并不發(fā)生變化。那么,催化劑是怎樣加速了反應(yīng)速度呢?既然反應(yīng)前后催化劑不發(fā)生變化,那么催化劑到底參加了反應(yīng)沒有實(shí)際上,催化劑本身參加了反應(yīng),正是由于它的參加,使反應(yīng)改變了原有的途徑,使反應(yīng)的活化能降低,從而加速了反應(yīng)速度。
例如反應(yīng)
A+B→C是通過中間活性結(jié)合物(AB)過渡而成的,
即:A+B→{AB}→C
其反應(yīng)速度較慢。當(dāng)加入催化劑K后,反應(yīng)從一條很容易進(jìn)行的途徑實(shí)現(xiàn):
A+B+2K→{AK}+{BK}→{CK}+K→C+2K
中間不再需要{AB}向C的過度,從而加快了反應(yīng)速度,而催化劑并未改變性質(zhì)。
燃過程
催化燃燒過程是在催化燃燒裝置中進(jìn)行的。有機(jī)廢氣先通過熱交換器預(yù)熱到200-400℃,再進(jìn)入燃燒室,通過催化劑床時(shí),碳?xì)浠衔锏姆肿雍突旌蠚怏w中的氧分子分別被吸附在催化劑的表面而活化。由于表面吸附降低了反應(yīng)的活化能,碳?xì)浠衔锱c氯分子在較低的溫度下迅速氧化,產(chǎn)生二氧化碳和水
催化劑
催化燃燒反應(yīng)的關(guān)鍵是選擇合適的催化劑。對(duì)催化劑的要求是:活性高,特別要低溫活性好,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),釋放出大量的熱可使催化劑的表面達(dá)到500-1000℃0的高溫,而催化劑容易因熔融而降低活性,所以要求催化劑能耐高溫。
催化燃燒用的催化劑可分為:1貴金屬類:鉑、鈀、釘?shù)?。貴金屬催化劑有很高的氧化活性和易回收等優(yōu)點(diǎn),雖然存在著資源稀少、價(jià)格昂貴和耐中毒性差等缺點(diǎn),但仍然是世界各國采用的主要催化劑。2非貴金屬類:主要是過渡族元素的氧化物以及稀土元素的氧化物。單組分的氧化物,如氧化銅CuO)和氧化線(NO)等。單組分氧化物耐熱性差活性低,致使應(yīng)用受到限制。以后改用兩種以上的金屬氧化物的混合物,如二氧化錳一氧化銅(3:2)的復(fù)合物,三氧化二鐵ー-氧化二鉻復(fù)合物,氧化銅一三氧化二鉻復(fù)合物,鉆、錳的尖晶石型復(fù)合物,銅、錳、鎳、鋅的絡(luò)酸鹽等,復(fù)合氧化物雖可改善某些催化性能,但氧化活性仍不及貴金屬。此外,還有金屬化物如釷、鎳、鉬、鈷的硫化物,這類催化劑一般只適用于含硫的碳?xì)浠衔锏拇呋紵?,使用溫度限?00-400℃,高溫時(shí)易分解。
各種異形體,有用表面蓋活性氧化鋁薄膜的多孔陶瓷蜂窩體,也有用耐熱合金絲制成的膨體球和金【、②催化劑的活性物質(zhì),一般都涂在數(shù)體上,所以它的形狀也依載體而異。載體有A1203制成的球體柱體和體可減少催化劑的用量,起支撐作用。它應(yīng)具有比表面積大、耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度大和流體阻力小等特板等。
三、工藝流程簡(jiǎn)圖
四、催化氧化系統(tǒng)特點(diǎn):
1、處理效率高,無二次污染,凈化效率可達(dá)98%以上,確保排氣達(dá)環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn);
2、使用范圍廣,適合組分復(fù)雜,大風(fēng)量、中、低濃度的揮發(fā)性有機(jī)物{VOC}及惡臭氣體;
3、氧化溫度低,運(yùn)行成本低廉,可合理利用回收余熱,節(jié)省能源、具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益;
4、進(jìn)行無焰氧化,設(shè)置多重安全設(shè)施,設(shè)備運(yùn)行可靠、生產(chǎn)安全性能高;
5、設(shè)備布置結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,節(jié)省土地和安裝費(fèi)用。
五、適用范圍:
苯酐尾氣處理
順酐尾氣處理
硝酸尾氣處理
丙烯酸尾氣處理
丙烯腈尾氣處理
ABS尾氣處理
己二酸尾氣處理
橡膠工業(yè)尾氣處理
水泥廠尾氣處理
發(fā)電廠尾氣處理


















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