在化學(xué)反應(yīng)過程中,利用催化劑降低燃燒溫度,加速有毒有害氣體完全氧化的方法,叫做催化燃燒法。由于催化劑的載體是由多孔材料制作的,具有較大的比表面積和合適的孔徑,當(dāng)加熱到300~450℃的有機(jī)氣體通過催化層時,氧和有機(jī)氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上,增加了氧和有機(jī)氣體接觸碰撞的機(jī)會,提高了活性,使有機(jī)氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而生成CO2和H2O,同時產(chǎn)生熱量,從而使得有機(jī)氣體變成無毒無害氣體。石油化工、油漆、電鍍、印刷、涂料、輪胎制造等工業(yè)的生產(chǎn)過程中都涉及到有機(jī)揮發(fā)化合物的使用和排放。有害的有機(jī)揮發(fā)物通常是烴類化合物、含氧有機(jī)化合物、含氯、硫、磷及鹵素有機(jī)化合物,這些揮發(fā)性有機(jī)物如不經(jīng)處理直接排入大氣會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣凈化處理方法(如吸附法、冷凝法、直接燃燒法等)均存在缺陷,如易造成二次污染等。為了克服傳統(tǒng)有機(jī)廢氣處理方法的缺陷,人們采用催化燃燒方法來對有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化處理。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。
(1)耗能催化燃燒需要在一定溫度下進(jìn)行,低溫氣體必須加熱。風(fēng)量越大,能耗越大,運(yùn)行成本越高。因此,在選擇這種工藝時,在保證收集效率的前提下,盡可能減少廢氣量,既能提高廢氣濃度和廢氣的單位熱值,又能減少風(fēng)量和能耗。同時也要考慮從熱尾氣中回收熱量?;钚蕴刻幚砉に嚭痛呋紵幚砉に囋O(shè)計中的一些問題和注意事項??肆_地亞的INOSd.O.O(Zagreb,Croatia)開發(fā)了一種適用于烴油加熱爐爐管的催化燒焦方法??捎脕砣〈鷤鹘y(tǒng)的使用蒸汽+空氣的爐管燒焦方法。新方法是在蒸汽中混入催化劑,使燒焦反應(yīng)熱大大減少,故其燒焦速度比傳統(tǒng)熱燒焦方法倍。由于燒焦時間大大縮短,也即減少了時間,因而提高了爐子開工率。所用催化劑是一種不含重金屬的無毒化合物,以水溶液形式被注入通入爐管的蒸汽流中,爐溫可由燃燒器控制穩(wěn)定。因燒焦速度快,又不存在超溫過熱的危險,所以使?fàn)t管的燒焦操作很容易控制。
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,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),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,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,催化燃燒處理廠家,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)獾拇呋紵嗍炝系撵褵?,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??梢姡呋紵I(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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