催化燃烧废气处理设备中的催化剂是很重要的,不但关系到废气的处理效果,更重要的是关系到设备的运行成本。
一、催化燃烧废气处理设备的设计缺陷
催化反应的催化床是催化燃烧设备的关键部分。
二、催化剂表面结炭
在实验室中通常采用模型反应来评价催化剂性能,如甲苯、乙酸乙酯、丙酮等等,也可以采用混合溶剂来测试催化剂的性能,一般很难观察到表面积炭。
然而在实际使用中,VOCs的组分非常复杂,有大分子的,小分子的,有高沸点的,低沸点,挥发性有机物的性质差别很大。
还含有少量的漆雾、粉尘等物质。
特别是漆雾和高沸点有机物的存在,使得在催化剂表面形成结炭,结果使得催化剂活性的下降。
因此在催化剂设计中,要添加阻止催化剂表面结炭的元素,以提高催化的使用寿命。
对于高漆雾的有机废气,在催化床前段应增加除漆雾设备。
三、VOCs废气中的粉尘
如果VOCs废气中含有较多粉尘,由于通过催化剂的气流速度快,一方面粉尘摩擦催化剂表面导致催化剂表面活性物质的流失,另一方面也有可能沉积在催化剂表面。
这两个因素均会导致催化剂活性下降。
因此对于高粉尘有机废气,在设备前端应该添加除尘设备。
四、VOCs废气中的SOx和NOx
很多涂装线是采用天然气燃烧加热,天然气燃烧过程会产生少量的SOx和NOx。
实践证明少量的SOx和NOx对催化剂性能是没有影响的,可以放心使用。
通常所说的S对贵金属催化剂有影响,我认为是有机硫。
实际上贵金属是SO2氧化生成SO3的工业催化剂,也是NO氧化成NO2的催化剂,因此不存在SOx和NOx的中毒。
五、Pb、As、P、F等物质的中毒
含Pb等重金属物质,容易与贵金属形成合金,导致催化剂中毒,As、P、F等物质也容易导致贵金属催化剂中毒,在使用过程要特别注意。
六、催化剂高温烧结
催化剂反应温度过高会导致催化剂表面活性组分的烧结(粒子变大),催化剂比表面下降、过渡金属氧化物之间的固相反应,及其相变的发生,这些均为导致催化剂活性的下降,因此在使用过程应避免催化剂的高温冲击。
相比之下,贵金属催化剂的热稳定性较高,而稀土-过渡金属氧化物催化剂的热稳定性较低。
催化剂最高使用温度与催化剂性能有关。
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