催化燃燒技術原理及常見問題解答
催化燃燒技術原理及常見問題解答
催化燃燒技術作為VOCs廢氣處理工藝之一，因為其淨化率高，燃燒溫度低（一般低於350℃），燃燒沒有明火，不會有NOx等二次汙染（rǎn）物的生（shēng）成，安全節能環保等特點，在（zài）環保市場應用有了很好的發展前景。催化劑作為催化燃燒係統的關鍵技術環節（jiē），催化劑的合成（chéng）技（jì）術及應用規則就顯得尤（yóu）為重要。
1.催化燃燒反應原理 催化（huà）燃（rán）燒反應原理是有（yǒu）機廢氣在較低溫度下在催化劑的（de）作用下被完全氧化（huà）和分解，達到淨化氣體目的。催化燃燒是典型的氣固相催化（huà）反應，其原理是活性氧參與深度氧化作用。在催化（huà）燃燒過程中，催化劑的作用是降低（dī）反應的活（huó）化能，同時使反應物分子富集在催化劑（jì）表麵上以提高反應速率。借助於（yú）催化劑，有機廢氣可（kě）以在較低的起（qǐ）燃溫度下無焰燃（rán）燒並且在釋放大量熱量，同時氧化分解成CO2和H2O。
2.什麽是低溫催化（huà）劑
低溫催化劑性（xìng）能指標：起（qǐ）燃溫度≤200℃，氧化轉（zhuǎn）化效率≥95%，孔密度200-400cpsi，抗壓（yā）強度≥8MPa。
3.VOCs催化（huà）劑在催化（huà）燃（rán）燒係統中的作用與影響
通常VOCs的自燃燒溫度較高，通過催化劑的活化（huà），可降低VOCs燃燒的活化能，從而降低起燃溫度，減（jiǎn）少能耗，節（jiē）約成（chéng）本。
另外：一般（無催化劑（jì）存在）的燃燒溫（wēn）度都會在600℃以（yǐ）上，這樣的燃燒會產生氮氧化物（wù），就是常說（shuō）的NOx,這也是要嚴格控製的汙染（rǎn）物。催化（huà）燃燒是（shì）沒（méi）有明火的燃燒，一般低於350℃，不會有NOx生成，因此更為（wéi）安全和環保。
4.什麽是空速？影響空速的因素有哪些
在VOCs催化燃燒係統中，反（fǎn）應空速通（tōng）常指體積空速（GHSV），體現出催化（huà）劑的處理（lǐ）能力:反應空速是指規（guī）定的條件下（xià），單位（wèi）時間單位體積催化劑處理的氣體量，單位（wèi）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（lì）方催化劑每小時能處（chù）理30000m³廢氣。空速體現出催化劑的VOCs處理能力，因此和催化劑的性能（néng）息息相關。
5.貴金屬負載量與空（kōng）速的關係（xì），貴金屬含量是越高越好（hǎo）嗎（ma）？
貴金（jīn）屬催化劑的性（xìng）能與貴金屬的含量、顆粒大小（xiǎo）和分（fèn）散度（dù）相（xiàng）關。理想狀態下，貴金（jīn）屬高度分散，此（cǐ）時的貴金屬以極小的顆粒（幾個納米）存在於載體上（shàng），貴金屬得（dé）到大程度（dù）的利用，此時催化劑的處理能力（lì）與貴（guì）金屬含量成正相關。然而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（de）顆粒，貴金屬與VOCs的（de）接觸麵反倒下降（jiàng），大部分貴金屬被包在內部，此時增加（jiā）貴金屬含量反而不利於催化劑（jì）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（duì）空速影響不大，因為一般而言VOCs含量不高，僅僅這部分（fèn）氣體的膨脹，體積流量的增加很少。
7.納米（mǐ）級催化劑的優勢
納米（mǐ）催化劑是指催化劑的有效成（chéng）分（比如貴金屬）以納米的（de）尺度分散在載（zǎi）體上，催化劑的有效成分盡可能多地暴露（lù）在氣體中，使兩者的接觸機會大大增加（jiā），這樣（yàng）的催化劑一般性能更為優越。
8.起燃溫（wēn）度和完全轉化溫度的定義，以及與廢氣濃度的關係
起燃（rán）溫度：淨化率達（dá）到10%所需要的（de）溫度
完全轉換溫度：淨化率>98%所需要的溫度
催化燃燒一經點起燃（rán）將在很短時間內達到高（gāo）溫，而廢氣的濃度達到一定程度後，其反應放熱可實現自熱催化（huà）反應。
9.催化劑（jì）的（de）堆碼方式
在壓降允許（xǔ）的範圍內，催化劑應按照“高瘦（shòu）型”方式堆放，高徑比應大於1.5。否則靠（kào）器壁的催化劑的利用率會較（jiào）低，影響整（zhěng）體催化劑床層的催化效果。孔道與氣（qì）體流向一致，保持一定孔道長度，各段催化塊應錯開（kāi）擺放，四邊與反應器爐壁接觸（chù）部位（wèi）應采用鋼骨架折邊或采用耐高溫材料密（mì）封防止廢氣漏通。
10.廢（fèi）氣預處理可延長催化劑和催化燃燒設（shè）備的壽命原因分析
廢氣可能含有一（yī）些對催化劑有害成分，如果已知有這樣的化（huà）學物質存在，則（zé）要對（duì）廢氣做（zuò）預處理，否則這些有害（hài）成分會對催化劑的壽命產生（shēng）很大影響。
廢氣應經過預（yù）處理（除塵除油除濕）再通入催化倉。灰（huī）塵、積碳（tàn）及（jí）高沸粘性物附著於（yú）催化劑表麵，覆蓋催化劑活性位點，會導致催化劑催（cuī）化作用，因此，應盡（jìn）量（liàng）避免灰塵及高沸粘性（xìng）物的引入。
較高（gāo）濕度環境（jìng）中，水（shuǐ）蒸氣和（hé）油霧漆霧在高溫下容易與催化劑發生作用，造成催化劑燒結失活，因此應盡量減（jiǎn）少水蒸（zhēng）氣和油霧漆霧進入催化劑床層。
11.催（cuī）化燃燒係統廢氣濃度控（kòng）製的重要性
合適的廢氣濃度可以保證催化燃燒係統安全高效的處理廢氣，同時有利於（yú）延長設備和催化劑的使用壽命。
濃度過低：大量的能量用於加熱空氣（qì），能（néng）耗高，反應（yīng）放熱不足（zú）以維持係統的自熱燃燒，這種工況建議（yì）對廢氣進行濃縮。
濃（nóng）度過高：燃（rán）爆（bào）風（fēng）險；溫升過高，燃燒溫度過高（長時間高於600度），對設備和催化劑都有傷害，這種工況建（jiàn）議加新風（fēng）稀釋廢氣至爆炸下限以下。
12.催化燃燒設備啟動和停車注意事項（xiàng）
係統啟動前，新鮮空（kōng）氣預熱催化劑，然後預熱廢氣（qì）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（jiā）熱催（cuī）化劑並通入新鮮空氣，保溫0.5小時，再切斷電源。
13.催化劑中毒說（shuō）明
某些化學物質會使催化劑中毒，例如含（hán）磷，硫，鉛，汞，砷及鹵素等的有機或無機物對催化劑的破壞作用很強（qiáng），將導致催化劑的永久性失（shī）活，無（wú）法恢複活性。
14.催化劑積（jī）碳（tàn）的處（chù）理
可將催化劑在（zài）新（xīn）鮮空氣中，加熱（rè）至500℃，保持2-4小時，可除去或部分除去積碳。
15.影響催化（huà）劑壽命的因素
催化劑的使（shǐ）用請嚴格（gé）遵照催化劑的使用（yòng）工況說明。影響催化劑壽命的因（yīn）素有：廢氣的預處理狀況即廢氣的（de）潔淨度，催化倉的溫度，鹵素和催化劑的毒物，以及催化燃燒設備（bèi）的操作規（guī）程等。
