uv光解催化廢氣處理

      催化焚燒是借助催化劑在低溫下(200～400℃)下，完成對有機物的徹底氧化，因而，能耗少，操作簡潔，安全，凈化效率高，在有機廢氣***別是收回價值不***的有機廢氣凈化方面，比如化工，噴漆、緣資料、漆包線、涂料生產(chǎn)等職業(yè)應(yīng)用較廣，已有不少定型設(shè)備可供選用。 

一、催化原理及設(shè)備組成 

      (1) 催化劑界說 催化劑是一種能進步化學(xué)反響速率，操控反響方向，在反響前后自身的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改動的物質(zhì)。 

      (2) 催化作用機理 催化作用的機理是一個很復(fù)雜的問題，這里僅做簡介。在一個化學(xué)反響過程中，催化劑的參加并不能改動原有的化學(xué)平衡，所改動的僅是化學(xué)反響的速度，而在反響前后，催化劑自身的性質(zhì)并不發(fā)生變化。那么，催化劑是怎樣加快了反響速度呢了已然反響前后催化劑不發(fā)生變化，那么催化劑到底參加了反響沒有實際上，催化劑自身參加了反響，正是因為它的參加，使反響改動了原有的途徑，使反響的活化能下降，然后加快了反響速度。例如反響A+B→C是通過中心活性結(jié)合物(AB)過渡而成的，即： A+B→[AB]→C 其反響速度較慢。當(dāng)參加催化劑K后，反響從一條很容易進行的途徑完成： A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K 中心不再需求[AB]向C的過渡，然后加快了反響速度，而催化劑并未改動性質(zhì)。 

      (3) 催化焚燒的工藝組成 不同的排放場合和不同的廢氣，有不同的工藝流程。但不管采納哪種工藝流程，都由如下工藝單元組成：

      ① 廢氣預(yù)處理 為了防止催化劑床層的堵塞和催化劑中毒，廢氣在進入床層之前有必要進行預(yù)處理，以除掉廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。

      ② 預(yù)熱設(shè)備 預(yù)熱設(shè)備包括廢氣預(yù)熱設(shè)備和催化劑焚燒器預(yù)熱設(shè)備。因為催化劑都有一個催化活性溫度，對催化焚燒來說稱催化劑起燃溫度，有必要使廢氣和床層的溫度達到起燃溫度才干進行催化焚燒，因而，有必要設(shè)置預(yù)熱設(shè)備。但對于排出的廢氣自身溫度就較高的場合，如漆包線、緣資料、烤漆等烘干排氣，溫度可達300℃以上，則不用設(shè)置預(yù)熱設(shè)備。 預(yù)熱設(shè)備加熱后的熱氣可選用換熱器和床層內(nèi)布管的方法。預(yù)熱器的熱源可選用煙道氣或電加熱，目前選用電加熱較多。當(dāng)催化反響開始后，可盡量以收回的反響熱來預(yù)熱廢氣。在反響熱較***的場合，還應(yīng)設(shè)置廢熱收回設(shè)備，以節(jié)約能源。 預(yù)熱廢氣的熱源溫度一般都超過催化劑的活性溫度。為維護催化劑，加熱設(shè)備應(yīng)與催化焚燒設(shè)備保持必定距離，這樣還能使廢氣溫度分布均勻。 從需求預(yù)熱這一點出發(fā)，催化焚燒法比較適用于接連排氣的凈化，若間歇排氣，不僅每次預(yù)熱需求耗能，反響熱也無法收回使用，會形成很***的能源浪費，在規(guī)劃和挑選時應(yīng)留意這一點。

      ③ 催化焚燒設(shè)備 一般選用固定床催化反響器。反響器的規(guī)劃按規(guī)范進行，應(yīng)便于操作，修理便利，便于裝卸催化劑。 在進行催化焚燒的工藝規(guī)劃時，應(yīng)根據(jù)具體情況，對于處理氣量較***的場合，規(guī)劃成分建式流程，即預(yù)熱器、反響器立裝設(shè)，其間用管道銜接。對于處理氣量小的場合，可選用催化焚燒爐(見圖16－13)，把預(yù)熱與反響組合在一起，但要留意預(yù)熱段與反響段間的距離。 圖16－13 催化焚燒爐的構(gòu)造 在有機物廢氣的催化焚燒中，所要處理的有機物廢氣在高溫下與空氣混合易引起爆炸，安全問題十分重要。因而，一方面有必要操控有機物與空氣的混合比，使之在爆炸下限；另一方面，催化焚燒系統(tǒng)應(yīng)設(shè)監(jiān)測報警設(shè)備和有防爆辦法。 

二、催化焚燒用催化劑

      因為有機物催化焚燒的催化劑分為貴金屬(以鉑、鈀為主)和賤金屬催化劑。貴金屬為活性組分的催化劑分為全金屬催化劑和以氧化鋁為載體的催化劑。全金屬催化劑是以鎳或鎳鉻合金為載體，將載體做成帶、片、丸、絲等形狀，選用化學(xué)鍍或電鍍的方法，將鉑、鈀等貴金屬堆積其上，然后做成便于裝卸的催化劑構(gòu)件。由氧化鋁作載體的貴金屬催化劑，一般是以陶瓷結(jié)構(gòu)作為支架，在陶瓷結(jié)構(gòu)上涂覆一層僅有0．13mm的α-氧化鋁薄層，而活性組分鉑、鈀就以微晶狀況堆積或分散在多孔的氧化鋁薄層中。 但因為貴金屬催化劑價格昂貴，資源少，多年來人們***別注重新型的、價格較為廉價的催化劑的開發(fā)研討，我***的科技工作者研討開發(fā)了不少稀土催化劑，有些功能也較***。 

三、催化劑中毒與老化在催化劑使用過程中

      因為體系中存在少量雜質(zhì)，可使催化劑的活性和挑選性減小或者消失，這種現(xiàn)象叫催化劑中毒。這些能使催化劑中毒的物質(zhì)稱之為催化劑毒物，這些毒物在反響過程中或強吸附在活性中心上，或與活性中心起化學(xué)作用而變?yōu)槠渌镔|(zhì)，使活性中心失活。 毒物通常是反響原料中帶來的雜質(zhì)，或者是催化劑自身的某些雜質(zhì)，別的，反響產(chǎn)物或副產(chǎn)物自身也可能對催化劑毒化，一般所指的是硫化物如H2S、硫氧化碳、RSH等及含氧化合物如H2O、CO2、O2以及含磷、砷、鹵素化合物、重金屬化合物等。 毒物不單單是對催化劑來說的，并且還針對這個催化劑所催化的反響，也就是說，對某一催化劑，只要聯(lián)系到它所催化的反響時，才干清楚什么物質(zhì)是毒物。即便同一種催化劑，一種物質(zhì)可能毒化某一反響而不影響另一反響。 

      按毒物與催化劑外表作用的程度可分為暫時性中毒和***性中毒。暫時性中毒亦稱可逆中毒，催化劑外表所吸附的毒物可用解吸的辦法驅(qū)趕，使催化劑康復(fù)活性，但是這種可再生性一般也不能使催化劑康復(fù)到中毒前的水平。***性中毒稱不可逆中毒，這時，毒物與催化劑活性中心生成了結(jié)合力很強的物質(zhì)，不能用一般方法將它去除或底子無法去除。 催化劑的老化主要是因為熱穩(wěn)定性與機械穩(wěn)定性決定的，例如低熔點活性組分的丟失或進步，會******下降催化劑的活性。催化劑的工作溫度對催化劑的老化影響很***，溫度挑選和操控欠***，會使催化劑半熔或燒結(jié)，然后導(dǎo)致催化劑外表積的下降而下降活性。

      別的，內(nèi)部雜質(zhì)向外表的遷移，冷熱應(yīng)力替換所形成的機械性粉末被氣流帶走。所有這些，都會加快催化劑的老化，而其中比較主要的是溫度的影響，工作溫度越高，老化速度越快。因而，在催化劑的活性溫度范圍內(nèi)挑選適宜的反響溫度將有助于延長催化劑的壽命。但是，過低的反響溫度也是不可取的，會下降反響速率。 為了進步催化劑的熱穩(wěn)定性，常常挑選適宜的耐高溫的載體來進步活性組分的分散度，可防止其顆粒變***而燒結(jié)，例如以純銅作催化劑時，在200℃即失去活性，但如果選用共堆積法將Cu載于Cr2O3載體上，就能在較高的溫度下保持活性。