催化劑的類型及性能要求,目前主要的催化劑基本上有兩大類:一類為貴金屬催化劑,這類催化劑的活性和穩(wěn)定性好,技術(shù)較為成熟,但由于貴金屬價格高,資源短缺,所以,未能將其產(chǎn)業(yè)化;另一類為非金屬催化劑。主要集中在過渡金屬氧化物催化劑、復(fù)氧化物催化劑(鈣鈦型復(fù)氧化物和尖晶石型復(fù)氧化物)的方面。目前,尋找來源豐富、價格低廉、性能相當(dāng)?shù)姆琴F金屬催化劑,以替代傳統(tǒng)的貴金屬催化劑用于催化燃燒過程已成為了的一個重要方向。
催化燃燒是用催化劑使廢氣中質(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?xì)浠衔镌?00~450℃的溫度時,通過催化劑就可以氧化*。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、催化床層的換和清潔費(fèi)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。
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。其凈化原理是:未凈化氣體在進(jìn)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(dá)到所要求的反應(yīng)溫度,氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)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),便于清洗和換催化劑載體。
3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用氣作輔助燃料,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。催化劑是催化燃燒法的核心,一種好的催化劑具備催化活性高、熱穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、壽命長等特性。