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催化燃燒技術的研究與應用

石油化工、油漆、電鍍、印刷、涂料、輪胎制造等工業(yè)的生產過程中都涉及到有機揮發(fā)化合物的使用和排放。有害的有機揮發(fā)物通常是烴類化合物、含氧有機化合物、含氯、硫、磷及鹵素有機化合物,這些揮發(fā)性有機物如不經處理直接排入大氣會造成嚴重的環(huán)境污染。傳統(tǒng)的有機廢氣凈化處理方法(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)有機廢氣處理方法的缺陷,人們采用催化燃燒方法來對有機廢氣進行凈化處理。鋼鐵工業(yè)是能源消耗大戶,而燒結工序能耗約占鋼鐵生產總能耗的10%。我國1990年重點鋼鐵企業(yè)燒結能耗比國外燒結能耗(標煤55kg/t)高11~ 27kg/t。若按燒結產量1億t及生產能耗下降2%,其節(jié)煤(焦)總量相當于一個大中型煤礦一年的產量。

(1)耗能催化燃燒需要在一定溫度下進行,低溫氣體必須加熱。風量越大,廢氣催化燃燒,能耗越大,運行成本越高。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,又能減少風量和能耗。同時也要考慮從熱尾氣中回收熱量。催化燃燒對催化劑的基本要求是:既能抑制燒結、保持活性物質具有較大的比表面積及良好的熱穩(wěn)定性,又要具有一定的活性,可起到催化劑活性組分或助催化劑的作用。這在某種程度上是互相矛盾的,因為研究已經證明氧化物的活性和熱穩(wěn)定性成反比。同時,需有高的機械強度以及對燃料中所含有高的耐腐蝕性。經濟、社會的發(fā)展以及工業(yè)化的需求使得催化技術,特別是催化燃燒技術日益成為一種不可或缺的工業(yè)技術手段,并隨著人們生活水平的提高與需求的增長,催化產業(yè)也將不斷地走入千家萬戶,合肥催化燃燒,走進人們的生活。對催化燃燒的研究,工業(yè)廢氣催化燃燒,初是從發(fā)現(xiàn)鉑對燃燒的催化作用而開始的。催化燃燒對于改善燃燒過程,降低反應溫度,促進完全燃燒,抑制有毒有害物質的形成等方面有著極為重要的作用,并已廣泛地應用在了工業(yè)生產與日常生活的諸多方面

凈化原理是:未凈化氣體在進入燃燒室以前,先經過熱交換器被預熱后送至燃燒室,在燃燒室內達到所要求的反應溫度,氧化反應在催化反應器中進行,凈化后煙氣經熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣。催化燃燒方法是一種實用簡便的有機廢氣凈化處理技術,該技術是將有機物分子在催化劑表面作用發(fā)生深度氧化轉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,應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、固溶體構成,可大大降低催化燃燒的反應溫度,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,用于有機廢氣凈化處理的催化燃燒催化劑,催化燃燒處理廢氣,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載,其有效利用率高。

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