百科首頁 > 正文

催化燃燒（可燃物在低溫下氧化分解的方法）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-19

來源：網(wǎng)絡(luò)整理

精選百科

本文由作者推薦

催化燃燒

可燃物在低溫下氧化分解的方法

催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以，催化燃燒又稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程，大多數(shù)碳氫化合物在300~450℃的溫度時，通過催化劑就可以氧化完全。

與熱力燃燒法相比，催化燃燒所需的輔助燃料少，能量消耗低，設(shè)備設(shè)施的體積小。但是，由于使用的催化劑的中毒、催化床層的更換和清潔費用高等問題，影響了這種方法在工業(yè)生產(chǎn)過程中的推廣和應(yīng)用。

基本信息

中文名	催化燃燒
外文名	catalytic combustion
催化劑構(gòu)成	催化活性材料和催化載體
催化燃燒裝置	由熱交換器、燃燒室等組成
別稱	催化化學(xué)轉(zhuǎn)化

基本內(nèi)容

過程

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℃的有機氣體通過催化層時，氧和有機氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有機氣體接觸碰撞的機會，提高了活性，使有機氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而生成CO2和H2O，同時產(chǎn)生熱量，從而使得有機氣體變成無毒無害氣體。

催化燃燒

催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成，如右圖所示。其凈化原理是：未凈化氣體在進入燃燒室以前，先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室，在燃燒室內(nèi)達到所要求的反應(yīng)溫度，氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進行，凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量，再由煙囪排入大氣。

催化燃燒裝置設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾方面問題：

1、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并保證火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室必須具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料，或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。

2、便于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu)，便于清洗和更換催化劑載體。

3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用天然氣作輔助燃料，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。

4、較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng)，所以，無論反應(yīng)進行到什么階段，都應(yīng)在盡可能高的溫度下進行，以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應(yīng)，以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實際情況恰當(dāng)?shù)?a class="dict" href="/azgame/od2747207.html">選擇。

介紹

活性材料和載體

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。

性能要求

催化劑是催化燃燒法的核心，一種好的催化劑必須具備催化活性高、熱穩(wěn)定性好、強度高、壽命長等特性。

1、活性高。催化劑的活性好壞直接影響催化燃燒的化學(xué)轉(zhuǎn)化率。而轉(zhuǎn)化率不僅與催化活性材料自身的活性有關(guān)，而且與催化載體的物理形狀有著直接關(guān)系。所以，在選擇適應(yīng)的催化活性材料的同時，還必須考慮催化載體的物理形狀，保證催化劑有較高的活性，達到催化燃燒凈化的目的。

2、熱穩(wěn)定性好。由于廢氣的溫度隨時變化，如果催化劑不能適應(yīng)一定范圍內(nèi)的溫度變化，催化劑的性能就會下降，凈化效率就會降低。因此，催化劑必須具備適應(yīng)一定范圍內(nèi)的溫度變化。

3、強度高。在催化燃燒過程中，催化劑往往會因高溫、振動和氣流等因素的作用，使催化劑產(chǎn)生破裂和磨損，破裂和磨損會造成催化劑的活性降低，增加催化劑床層的壓降，影響凈化效果。

4、壽命長。催化活性材料大都比較昂貴，所以，設(shè)計時選用催化劑時應(yīng)盡量使用壽命較長的催化劑。

應(yīng)用

催化燃燒適用于含有可燃氣體、蒸氣等有毒有害氣體的凈化，但對于含有大量塵粒、霧滴等有毒有害氣體，容易引起催化床層的堵塞，使催化活性下降，從而降低凈化效率。催化燃燒凈化方法，幾乎適用于所有排放烴類或有臭味化合物的工業(yè)生產(chǎn)過程。

催化燃燒相關(guān)的文章

莖稈（化合物）

莖稈，纖維素（cellulose）是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶于水及一般有機溶劑。

心肌缺血（心血管類供血供氧不足造成的病理生理狀態(tài)）

心肌缺血（myocardial ischemia）又稱為心臟缺血、缺血性心臟病，是一種心血管內(nèi)心肌血流量不足引起的病理生理狀態(tài)。主要是因為供應(yīng)心肌的冠狀動脈因粥樣硬化或其他原因而導(dǎo)致冠狀動脈血流完全或不完全阻塞，引起冠狀動脈供血不足，不能滿足心肌代謝需要，心肌消耗其糖原儲備進行無氧代謝。長期吸煙或接

短暫性腦缺血發(fā)作

短暫性腦缺血發(fā)作是一種腦血管疾病。本病好發(fā)于中老年人，男性多于女性。本病的發(fā)生，與血管病變、血流減少、血液成分改變等多種因素有關(guān)。可表現(xiàn)為一只眼睛視力突然模糊或失明、一側(cè)臉部或身體突然麻木。或表現(xiàn)為眩暈、惡心、嘔吐、站立不穩(wěn)等。短暫性腦缺血發(fā)作的癥狀常會自行消失，治療的目的主要是防止它再次發(fā)生，或防

拿破侖·波拿巴（法蘭西第一帝國建立者）

拿破侖·波拿巴（Napoléon Bonaparte，1769年8月15日-1821年5月5日），拿破侖一世，出生于科西嘉島，創(chuàng)立法蘭西第一帝國，是十九世紀(jì)法國偉大的軍事家、政治家、法學(xué)家，執(zhí)政期間被稱為“法國人的皇帝”。

譚劍（小說作家）

譚劍本詞條是多義詞，共2個義項小說作家譚劍（1972年—），男，生于香港，小說作家。英國倫敦大學(xué)電腦及資訊系統(tǒng)學(xué)士，英國布拉德福德大學(xué)企管碩士。

意識模糊（一種以意識內(nèi)容改變?yōu)橹鞯囊庾R障礙）

意識模糊一種以意識內(nèi)容改變?yōu)橹鞯囊庾R障礙意識模糊：意識障礙的程度比嗜睡深，是一種以意識內(nèi)容改變?yōu)橹鞯囊庾R障礙，表現(xiàn)為注意力減退，情感反應(yīng)淡漠，定向力障礙，活動減少，語言缺乏連貫性，對周圍環(huán)境的理解和判段低于正常水平，可有錯覺，幻覺，躁動，精神錯亂等，常見于急性重癥感染的高熱期。另有一種一興奮性增高為主的意識模糊，伴有知覺障礙，稱為譫妄，表現(xiàn)為定力喪失，感覺錯亂，躁動。