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催化燃烧设备催化剂活性成分的分类及设计因素

2019-05-08 08:45:26

催化燃烧技术是在温度较低的环境下来实行的燃烧技术,对于温度的反应降低,以及整个催化燃烧的过程进行,实现燃烧全部,对的物质方面进行着高作用,对于选择一个的净化环境来说算是较不错的,扩展的应用也是很广泛的涉及到胜过环境以及工业生产等各个方面,催化燃烧设备的固相催化反应又催化剂间接地降低了活化性能的反映力度,在温度很低的起燃温度来进行的催化燃烧,产生的物质氧化来产生相应的分解因子,并释放出的大量热量,引起氧化的温度反应较低,也地了空气中的形成温度,而合理的选择催化剂的催化应用在研制燃料的混合物之中可以形成较多的分子氮,催化燃烧设备优点现在已经完胜了普通燃烧的所有包括项目优点,首先起燃的耗能少,温度低,燃烧后稳定,且无需外界因素的传热便可达到氧化的反应,精华的,污染排放的水平低,可容错的浓烟浓度较高,所造成的噪音较小,无后续二次的污染,操作管理简易,费用耗费较少,燃烧水平缓和等等。

催化剂品种目前催化剂的品种已相当多,按活性成分大体可分3类:

1、贵金属催化剂

铂、钯、钌等贵金属对烃类及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性,且运用寿命长,适用范围广,易于收回,因此是常用的废气燃烧催化剂。如我国早选用的Pt-Al2O3催化剂就归于此类催化剂。但因为其资源稀疏,价格昂贵,耐中毒性差,人们一向尽力寻觅替代品或尽量削减其用量。

2、过渡金属氢化物催化剂

作为替代贵金属催化剂,选用氧化性较强的过渡金属氧化物,对甲烷等烃类和一氧化碳亦具有较高的活性,一起下降了催化剂的本钱,常见的有MnOx、CoOx和CuOx等催化剂。大连理工大学的含MnO2催化剂,在130℃及空速13000h-1的条件下能甲醇蒸气,对乙醛、丙酮、苯蒸气的也很有作用。

3、复氧化物催化剂

一般认为,催化燃烧设备复氧化物之间因为存在结构或电子调变等相互作用,活性比相应的单一氧化物要高。有以下两大类:

(1)钙钛矿型复氧化物

稀土与过渡金属氧化物在条件下能够构成具有钙钛矿型的复合氧化物,通式为ABO3,其活性明显优于相应的单一氧化物。结构中一般A为四面体型结构,B为八面体形结构,这样A和B构成交替立体结构,易于替代而发生品质缺点,即催化活性位,外表晶格氧供给的氧化,从而完成氧化反响。常见的有几类如:BaCuO2、LaMnO3等。

(2)尖晶石型复氧化物

作为复氧化物重要的一种结构类型,以AB2X4表示。尖晶石亦具有不错的氧化催化活性,如对CO的催化燃烧起燃点落在低温区(约80℃),对烃类亦在低温区可完成氧化。其间研讨为活泼的CuMn2O4尖晶石,对芳烃的活性尤为超卓,如使甲苯燃烧只需260℃,完成低温催化燃烧,具有特别实际意义。

(3)催化剂负载方法

催化剂活性组分可通过下列方法沉积在载体上:

电沉积在环绕或压制的金属载体上;沉积在颗粒状陶瓷材料上;沉积在蜂窝结构的陶瓷材料上。

催化燃烧装置设计时应考虑以下几方面问题:

1、气流和温度均匀分布。要使通过催化剂表面的气流和温度分布均匀,并火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室具有足够的长度和空间。催化燃烧装置应具有良好的保温效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬耐火材料,或用双层夹墙结构。

2、便于清洗和换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构,便于清洗和换催化剂载体。

3、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用气作辅助燃料,也可用燃料油、电加热等作辅助燃料。助燃一般用净化后的气体,如果净化后的气体不能作为助燃,则应引入空气助燃。

4、较高的转化速度。由于催化燃烧为不可逆的放热反应,所以,无论反应进行到什么阶段,都应在尽可能高的温度下进行,以获得较高的转化速度。但操作温度往往受某些条件的限制,如催化剂的耐热温度、高温材料的获得,热能的供应,以及是否伴有副反应等。因而实际生产中应根据实际情况恰当地选择。


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