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催化燃烧催化剂的稳定性

文章出处:四川废气处理 人气:发表时间:2020-01-17
  在工业生产条件下,催化燃烧设备中催化剂的性质会随着操作时间而变化,即催化剂的活性下降,直至失活。因此催化燃烧系统中催化剂需要具有良好的稳定性,以保持较长的寿命。影响催化燃烧催化剂的稳定性主要有化学和物理方面两个因素。

  1、化学方面:当废气中含有的物质可与载体材料或催化剂的活性组分起反应时,则会造成失去活性组分、活性组分被覆盖或减少了表面积,从而最终导致催化剂的中毒。

  在有机废气的催化燃烧过程中,常见的催化剂中毒如下;

  ①硅中毒:在处理溶剂中含硅氧烷的印刷过程把放气时,SiO2会沉积在催化剂上,而将孔口堵塞,而且只能用氢氟酸冲洗来溶解沉积物,这种催化剂再生方法的代价很昂贵。

  ②磷中毒:在处理胶板印刷产生的废气、塑料加工时作为阻燃剂产生的废气以及由于汽油添加剂而产生的发动机排放气中,常含有磷化合物。当温厚低于430℃时,这种磷化合物在催化剂表而上分解而生成水常性的化合物,例如P2O5或磷酸,这种中毒可经冲洗使其恢复活性;若温度高于530℃,则磷与催化剂的载体材科产生不可逆的反应,其反应产物使载体结构和孔隙率发生变化,从而导致催化剂的失活。

  ③氯化物中毒:废气中所含的有机氯化物经氧化生成氯化氢,并被吸附在催化剂上,由于活性中心被覆盖而导致催化剂的失活。这种失活是可逆的,只要温度升高,即可解吸而恢复活性。但是,若吸附的氯化氢分子与活性组分发生反应,例如与贵金属或金属氧化物起反应,则生成金属氯化物。这种氯化物会造成活性组分的损失和改变活性组分在催化剂上的分布。若氯化氢与催化剂载体(Al2O3)发生化学反应,则会使催化剂载体软化,或使孔结构发生变化。

  2、物理方面

  ①热影响:温度升高会增加催化剂结构变化的速度和频率,而催化剂结构的变化会导致内表面的减少,以及降低活性组分的均匀分布率。因此,催化剂有一定的温度负荷上限。通常,金属氧化物催化剂的允许最高温度为:全接触催化剂500℃,载体接触催化剂700℃。贵金属催化剂的允许最高温度为:氧化铝载体700℃,硅酸铝载体1000℃。
若废气中有害物的浓度高,而产生大量热量时,则可在废气中通入冷空气,或降低预热温度,来避免催化剂的过热。

  ②机械影响:由于装置的振动,催化剂床层的松散,以及废气中可能含有固体颗粒,而使催化剂收到磨损。温度的急变会引起催化剂材料中的热应力,而导致催化剂的破裂。此外,对装有蜂窝块催化剂的反应器,应注意反应器构件的热膨胀而造成的机械应力。通常可用耐久性的弹性密封元件给予补偿。为预防颗粒催化剂在运行时的跳动,一般气流采取垂直从上向下的流动方式。


催化燃烧设备

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催化燃烧催化剂的稳定性

  在工业生产条件下,催化燃烧设备中催化剂的性质会随着操作时间而变化,即催化剂的活性下降,直至失活。因此催化燃烧系统中催化剂需要具有良好的稳定性,以保持较长的寿命。影响催化燃烧催化剂的稳定性主要有化学和物理方面两个因素。

  1、化学方面:当废气中含有的物质可与载体材料或催化剂的活性组分起反应时,则会造成失去活性组分、活性组分被覆盖或减少了表面积,从而最终导致催化剂的中毒。

  在有机废气的催化燃烧过程中,常见的催化剂中毒如下;

  ①硅中毒:在处理溶剂中含硅氧烷的印刷过程把放气时,SiO2会沉积在催化剂上,而将孔口堵塞,而且只能用氢氟酸冲洗来溶解沉积物,这种催化剂再生方法的代价很昂贵。

  ②磷中毒:在处理胶板印刷产生的废气、塑料加工时作为阻燃剂产生的废气以及由于汽油添加剂而产生的发动机排放气中,常含有磷化合物。当温厚低于430℃时,这种磷化合物在催化剂表而上分解而生成水常性的化合物,例如P2O5或磷酸,这种中毒可经冲洗使其恢复活性;若温度高于530℃,则磷与催化剂的载体材科产生不可逆的反应,其反应产物使载体结构和孔隙率发生变化,从而导致催化剂的失活。

  ③氯化物中毒:废气中所含的有机氯化物经氧化生成氯化氢,并被吸附在催化剂上,由于活性中心被覆盖而导致催化剂的失活。这种失活是可逆的,只要温度升高,即可解吸而恢复活性。但是,若吸附的氯化氢分子与活性组分发生反应,例如与贵金属或金属氧化物起反应,则生成金属氯化物。这种氯化物会造成活性组分的损失和改变活性组分在催化剂上的分布。若氯化氢与催化剂载体(Al2O3)发生化学反应,则会使催化剂载体软化,或使孔结构发生变化。

  2、物理方面

  ①热影响:温度升高会增加催化剂结构变化的速度和频率,而催化剂结构的变化会导致内表面的减少,以及降低活性组分的均匀分布率。因此,催化剂有一定的温度负荷上限。通常,金属氧化物催化剂的允许最高温度为:全接触催化剂500℃,载体接触催化剂700℃。贵金属催化剂的允许最高温度为:氧化铝载体700℃,硅酸铝载体1000℃。
若废气中有害物的浓度高,而产生大量热量时,则可在废气中通入冷空气,或降低预热温度,来避免催化剂的过热。

  ②机械影响:由于装置的振动,催化剂床层的松散,以及废气中可能含有固体颗粒,而使催化剂收到磨损。温度的急变会引起催化剂材料中的热应力,而导致催化剂的破裂。此外,对装有蜂窝块催化剂的反应器,应注意反应器构件的热膨胀而造成的机械应力。通常可用耐久性的弹性密封元件给予补偿。为预防颗粒催化剂在运行时的跳动,一般气流采取垂直从上向下的流动方式。


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