VOCs催化燃燒的催化劑原理、應（yīng）用及常見問題！

　　催化燃燒技術作為VOCs廢氣處（chù）理工藝之一（yī），因（yīn）為其淨（jìng）化率高，燃燒（shāo）溫度低（一般低於350℃），燃（rán）燒沒有明火（huǒ），不會有NOx等（děng）二次汙染物（wù）的生成，安全節能環保等特點，在環保市場（chǎng）應用有了很好的發展前景。催化劑作為催化燃燒（shāo）係統的關鍵技術環（huán）節，催化劑的合成技術及應用規則就顯得尤為重要。

　　1.催化燃燒反應（yīng）原理

　　催化（huà）燃燒反應原理是有機廢氣在（zài）較（jiào）低溫度下在催化（huà）劑的作用下被完全氧化和分（fèn）解，達到淨化氣體目的。催化燃燒是典型的氣固相催（cuī）化反應，其原理是活性氧參與深度氧化（huà）作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低反應的活（huó）化能，同時使反應物分子富（fù）集在催化（huà）劑表麵上以提（tí）高反應速率。借助於催化劑，有機廢氣可以在較低的起燃溫度下無焰（yàn）燃燒並且在釋放大量（liàng）熱量，同時氧化分解成CO2和H2O。

　　△催化燃燒的催化劑（jì）反應（yīng）原理圖

　　2.什麽是低溫催化劑

　　低溫催化劑性能（néng）指標：起燃溫度≤200℃，氧化轉化效率≥95%，孔密度200-400cpsi，抗（kàng）壓強度（dù）≥8MPa。

　　3.VOCs催化劑在催化燃燒係統中的作用與影響

　　通（tōng）常VOCs的自燃燒溫度較高，通過催化劑的活化，可降低VOCs燃燒的活化（huà）能，從而降低起燃溫（wēn）度，減少能耗，節約成本（běn）。

　　另外：一般（bān）（無催化劑存在）的燃燒溫度都會在600℃以上，這樣的燃燒會產（chǎn）生氮氧化物，就是常說的NOx,這也是要嚴格控製的汙染物。催化燃燒是沒有明火的燃燒，一般低於350℃，不會有NOx生成，因此更為安全和（hé）環保。

　　4.什麽是空速？影（yǐng）響空速的因（yīn）素有哪些？

　　在VOCs催化燃燒係統中，反應（yīng）空（kōng）速通常指體積空速（GHSV），體現出催（cuī）化劑（jì）的（de）處理能力:反應空速（sù）是指規定的條件下，單位時間單位體積催化劑（jì）處理的氣體量，單（dān）位為m³/(m³催化劑•h)，可簡化為h-1。例如產品標注空速30000h-1：代表每立方催化劑（jì）每小時能處（chù）理30000m³廢（fèi）氣。空速體現出催化劑的VOCs處理能力，因此和催化劑（jì）的性能息息相關。

　　5.貴金（jīn）屬負載量與（yǔ）空速的關係，貴金屬含量（liàng）是越高越好嗎？

　　貴金屬催化（huà）劑的性能與貴金屬的含（hán）量（liàng）、顆粒大小和分（fèn）散（sàn）度相關。理想狀態下（xià），貴金屬高度分散，此時的貴金（jīn）屬以極小的顆粒（幾個納米）存在於載體上，貴金（jīn）屬得到最（zuì）大程度的利用，此時催化劑的處理能力與貴金屬含量成正相關。然而（ér）當貴金屬含量高到一定程度後，金屬顆粒容易聚集長大成為較大的顆粒，貴金屬（shǔ）與VOCs的接觸麵反倒下降，大部分貴金屬被包在（zài）內（nèi）部，此時增加貴金屬含量（liàng）反而不利於催化劑活性的提高。

　　6.氣體燃燒後，氣體體積膨脹對空速的影響

　　穩定運行狀態下，氣體體積膨脹對空速影響不大，因為一般而言VOCs含量不高，僅僅這部分氣體的膨脹，體（tǐ）積（jī）流量的增加很少。

　　7.納米級催化劑的優勢

　　納米（mǐ）催化劑是指催化劑的有效成分（比如貴金屬）以納米的尺度分散（sàn）在載體上，催化劑的有效成分盡可能多（duō）地暴露在氣體中，使兩者的接觸機會大大增加，這樣的催化劑一般性能更為優越。

　　8.起燃溫度和完全轉化溫度的定義，以及與廢氣濃度（dù）的關係

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　　起燃溫度：淨化率達到10%所需要的溫度

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　　完全轉換（huàn）溫度：淨化率>98%所需要的溫度（dù）

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　　催化燃燒一經點起燃將在很短時間內達到高（gāo）溫，而（ér）廢氣的濃度達到一定（dìng）程度（dù）後，其反應放熱可實現自熱催化反應。

　　9.催化劑的堆碼（mǎ）方式

　　在壓降允（yǔn）許的範圍內，催（cuī）化劑應按照“高瘦型（xíng）”方式堆放，高徑比應大於1.5。否（fǒu）則靠器壁的（de）催化劑的利用率會較低，影響整體催化劑床（chuáng）層的催化效（xiào）果。孔道與氣體流向一致，保持一（yī）定孔道長度，各段催化塊應錯開擺放，四邊與反應器爐壁接觸部位應采用鋼骨架折邊或采用耐高溫材料密封防止廢氣（qì）漏（lòu）通。

　　10.廢氣預處理可延長催化劑和催化燃燒設備的壽命原因（yīn）分析

　　廢氣可能含有一些對催化劑有害成分，如（rú）果已知有（yǒu）這樣的（de）化學物（wù）質存在，則要對廢氣做（zuò）預處理，否則這些有害成分會對催化劑的壽命產生很大影響。

　　廢氣應經過預處理（除塵除油除濕）再通入催化（huà）倉（cāng）。灰塵、積碳及高（gāo）沸粘性物附著於催化劑表麵，覆蓋催化劑活性（xìng）位（wèi）點，會導致催化（huà）劑催化作用，因此，應盡量（liàng）避免灰塵及高沸粘性物的（de）引入。

　　較高濕度環（huán）境中，水（shuǐ）蒸氣和油霧漆霧在高溫下容易與催化劑（jì）發生作用，造成（chéng）催化劑燒結失活，因此應盡量減少水蒸（zhēng）氣和油霧漆霧（wù）進入催化劑床層。

　　11.催化燃燒係統（tǒng）廢氣（qì）濃度控製的重要性（xìng）

　　合適的廢氣濃度可以保證催化燃燒係統（tǒng）安全高效的處理（lǐ）廢氣（qì），同時有（yǒu）利於延長設備和催（cuī）化劑的使用壽命。

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　　濃度過低：大量的（de）能量用於加熱（rè）空氣，能耗高，反應（yīng）放熱不足以維持係統的自熱燃燒，這種工況建議對廢氣進行濃縮。

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　　濃度（dù）過高：燃爆風險；溫升過高，燃燒溫度過高（長時間高於600度），對設備和催（cuī）化劑都有（yǒu）傷害（hài），這種工況（kuàng）建議加新風稀釋廢氣（qì）至爆炸下（xià）限以下。

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　　12.催化燃燒設備啟（qǐ）動和停車注意事項

　　係統啟動前，新（xīn）鮮空氣預熱催化劑，然後預熱廢氣至250度以上方可引入催化倉；係統停車前，先切斷廢氣，繼續加熱（rè）催化劑並通入新鮮空（kōng）氣，保溫0.5小時，再切斷電源（yuán）。

　　13.催化劑中毒說明

　　某些化學物質會使催化劑中毒，例如含磷，硫，鉛，汞，砷及（jí）鹵素等的有機或無機物對催（cuī）化劑的破壞（huài）作用很強（qiáng），將（jiāng）導致催（cuī）化劑的永久性失活，無（wú）法恢複活性。

　　14.催化劑積碳的處理

　　可將（jiāng）催化劑在新鮮空（kōng）氣中，加熱至500℃，保持2-4小（xiǎo）時，可除去或部分除去積碳。

　　15.影響（xiǎng）催化劑（jì）壽命的因（yīn）素

　　催化劑的使用請嚴格遵照催（cuī）化（huà）劑的使用工況說明（míng）。影響催化劑壽命的（de）因素有：

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　　廢氣的預處（chù）理狀況即廢氣的潔淨度；

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　　催（cuī）化倉的溫度；

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　　鹵素和催化劑的毒物（wù）；

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　　以及催化燃（rán）燒設備的操作規程（chéng）等。

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