摘要:本文概述了催化燃烧的VOCs治理技术,从催化剂活性组分、催化剂结构、形状、制备等角度,阐述现在芳烃催化燃烧的发展趋势。催化燃烧是一个气-固相催化反应,其实质是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中,催化剂降低反应的活化能,同时使反应物分子富集于催化剂表面,以提高反应速率。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下发生无焰燃烧,催化燃烧厂家,并氧化分解成为CO2和H2O,同时放出大量热量,达到了净化废气的目的。催化燃烧服务***。
VOCs催化燃烧技术中,关键是催化剂的研制,其性能的优劣对废气销毁效率和能耗有着决定性的影响。按照催化剂所用的活性组分不同,催化剂可以分为催化剂和非氧化物催化剂两大类。按照催化剂的形状不同,催化剂可以分为颗粒催化剂和整体式催化剂两大类。催化剂中活性组分是的组成部分,直接影响催化效果,按照催化剂所使用的活性组分,可将催化剂分为催化剂和过渡金属催化剂两大类。催化燃烧服务***。
VOCs催化剂催化剂性能通俗的说就是降低反应温度的幅度,在实际工业使用中,催化燃烧装置,催化剂性能体现在使用温度,使用寿命、和抗性能。由于这些问题在早期的文章中已有介绍,这里就不展开了。但是,这里需要说明的是,催化剂是高科技产品,开发一个催化剂需要大量的科研投入的。比如一个实验室性能非常好的催化剂,很有可能无法产业化。催化燃烧服务***。
讲一个非常简单的例子,搞催化研究的都知道,上世纪八十年代日本的Haruta发现的负载金催化剂对(CO)氧化超高活性,实验室可以在冰点(0 oC)将CO***氧化成二氧化碳(CO2)。然而,早些年,燃气热水器市场中有一款消除CO的燃气热水器,烟道气排出口处装了一块催化剂模块,烟道气温度大约在120 oC左右,“测试初期浓度为0,持续了大概10分钟浓度到达6ppm,浓度的时候达到26ppm。”,说明催化剂的活性下降很快。这就是实验室催化剂和现实应用中的差距。催化燃烧服务***。
非催化剂和催化剂相比,虽然催化活性没有催化剂好,但它寿命长、耐受性和再生能力强,尤其是该催化剂价格低廉、来源广,使得非催化剂在催化燃烧 VOCs 中应用广泛。载体的种类和制备方法是影响非催化剂活性的重要因素,提高其催化活性的主要方法有:制备多孔构造的材料,形成固溶体或钙钛矿型结构,进行掺杂改性等。表 2 列出了近几年常见的非催化剂催化燃烧 VOCs 的研究成果。催化燃烧服务***。
Ce 是丰富的稀土元素,并且结构上拥有许多可以和其他金属材料强相互作用的氧空位,让 Ce基催化剂成为目前研究的热点。MAUPIN 等报道了 CeO 2 分子筛催化剂催化燃烧异的性能,分析表明CeO 2 和分子筛的协同效应可以增加催化剂的氧迁移率,催化燃烧设备,增强催化活性。虽然 Ce 基催化剂成本低、效率高,但是在处理含氯组分的 VOCs时容易失活,如何增强其抗氯性将是 Ce 基催化剂未来的研究方向。相对 Ce 基催化剂,Co 3 O 4 催化剂在处理含氯VOCs 时具有很高的效率,催化燃烧,并且同样价格低廉,尖晶石型的结构提供了更多的氧空位,增强了其稳定器和催化活性。催化燃烧服务***。
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