催化劑是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度,而在反應(yīng)前后其本身的化學(xué)性質(zhì)沒有改變的物質(zhì)。催化劑通常是由催化活性材料和催化載體構(gòu)成。催化活性材料一般是金屬或金屬氧化物。其中貴重金屬催化劑主要有鉑、鈀和釕等,普通金屬催化劑主要有銅、鉻、鎳、釩、錳、鐵、鈷等金屬及氧化物。催化載體是多孔材料,主要作用是使活性材料具有大的體表面積。催化載體分為金屬載體、陶瓷載體和炭纖維載體。金屬載體一般是以鎳或鎳鉻合金為載體做成的帶、片、丸、絲等形狀,通過 “電鍍”或 “化學(xué)鍍”(即溶液浸漬)將鉑、鈀鍍在這些載體上,并制成便于裝配、拆卸的模屜。以陶瓷為載體的催化劑,一般是以硅—鋁氧化物為載體,其結(jié)構(gòu)有片粒狀和蜂窩狀兩種。一般在陶瓷結(jié)構(gòu)上涂敷一層僅0.13mm厚的α-氧化鋁薄層,把活性的鉑、鈀等金屬催化劑以微晶狀態(tài)沉積或分散在多孔的氧化鋁薄層中,并制成便于裝配、拆卸的模屜。炭纖維載體可制作成線狀、氈狀、網(wǎng)狀等形狀,在載體上涂敷催化活性材料,制成便于裝配、拆卸的模屜鋼鐵工業(yè)是能源消耗大戶,而燒結(jié)工序能耗約占鋼鐵生產(chǎn)總能耗的10%。
催化燃燒方法是一種實(shí)用簡便的有機(jī)廢氣凈化處理技術(shù),該技術(shù)是將有機(jī)物分子在催化劑表面作用發(fā)生深度氧化轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳和水的方法,又稱為催化完全氧化或催化深度氧化方法。一種發(fā)明為工業(yè)苯廢氣的催化燃燒技術(shù),應(yīng)用的是低成本的非催化劑,催化劑基本由CuO、MnO2、銅錳尖晶石、ZrO2、CeO2、鋯、固溶體構(gòu)成,可大大降低催化燃燒的反應(yīng)溫度,提高催化活性,還可以大幅度延長催化劑壽命。一種發(fā)明為催化燃燒催化劑,用于有機(jī)廢氣凈化處理的催化燃燒催化劑,由塊狀的蜂窩陶瓷載體骨架與涂覆其上的涂層以及活性組分組成。該催化劑的涂層由Al2O3、SiO2和一種或幾種堿土金屬氧化物共同形成的復(fù)合氧化物組成,因而具有良好的耐高溫性能,活性組分以浸漬法擔(dān)載,其有效利用率高。3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用作輔助燃料,也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體,如果凈化后的氣體不能作為助燃,則應(yīng)引入空氣助燃。催化燃燒是典型的氣—固相催化反應(yīng),它借助催化劑降低了反應(yīng)的活化能,使其在較低的起燃溫度200~ 300℃下進(jìn)行無焰燃燒,有機(jī)物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面,同時產(chǎn)生CO2和H2O,并放出大量的熱量,因其氧化反應(yīng)溫度低,所以大大地抑制了空氣中的N2形成高溫NOx。而且由于催化劑有選擇性催化作用,有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化過程,使其多數(shù)形成分子氮(N2)。
催化燃燒不但可以使燃料得到充分利用,而且無論是從能源利用角度還是從環(huán)境保護(hù)角度考慮,其技術(shù)進(jìn)步都會對社會發(fā)展產(chǎn)生重大影響。對催化燃燒技術(shù)的研究不應(yīng)只停留在理論及實(shí)驗(yàn)室水平上,更具有現(xiàn)實(shí)意義的是應(yīng)該讓催化劑成為一種產(chǎn)業(yè)走進(jìn)我們的生活。催化燃燒是典型的氣—固相催化反應(yīng),它借助催化劑降低了反應(yīng)的活化能,使其在較低的起燃溫度200~ 300℃下進(jìn)行無焰燃燒,有機(jī)物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面,催化燃燒設(shè)備生產(chǎn)廠家,同時產(chǎn)生CO2和H2O,并放出大量的熱量,因其氧化反應(yīng)溫度低,所以大大地抑制了空氣中的N2形成高溫NOx。而且由于催化劑有選擇性催化作用,有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化過程,使其多數(shù)形成分子氮(N2)。催化燃燒技術(shù)的研究與應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入一個快速發(fā)展的階段,它的作用也越來越被人們所重視。例如,汽車及其他機(jī)動車中由于引入了催化燃燒技術(shù),合肥催化燃燒,節(jié)省了燃料,降低了廢棄物的排放,使環(huán)境污染的程度大大降低。應(yīng)用在鍋爐燃煤中,催化燃燒設(shè)備廠家,實(shí)現(xiàn)了貧燃料的燃燒過程,打破了傳統(tǒng)火焰燃燒的可燃界限,能進(jìn)一步提高燃?xì)鉅t的燃燒效率和熱效率。另外,吸附催化燃燒,催化燃燒技術(shù)也已成功應(yīng)用于其他領(lǐng)域,例如家用燃?xì)獾拇呋紵?,水泥熟料的煅燒,但進(jìn)一步的深入研究仍是非常必要的,例如石油化工企業(yè)中加熱爐爐管燒焦技術(shù)上的應(yīng)用研究等等。可見,催化燃燒領(lǐng)域的應(yīng)用之廣,意義之大,在未來的社會發(fā)展中,它具有舉足輕重的地位,對節(jié)能降耗,合理利用資源和保護(hù)環(huán)境上都具有重要的推動作用。因此,大力推進(jìn)催化燃燒技術(shù)的研究工作,積極推廣催化燃燒技術(shù)的應(yīng)用,對社會的發(fā)展和環(huán)境的保護(hù)具有深刻積極地意義。
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