了解催化燃燒設備中的催化劑活性組

 

揮發性有機化合物(Volatileorganiccompounds)是指常溫下飽和蒸氣壓***于70Pa，常壓下沸點低于260℃的有機化合物，包括烷烴、芳香烴、芳香烴、烯烴、醇類、醛類、酮類、鹵代烴類等。日常生活中常見的排放源包括建筑材料、裝飾材料、家具鉆孔化合物、廚房油煙和機動車尾氣排放；主要的常見工業來源是化學和石化工業的廢氣、電子工業、印刷工業的清潔劑、油漆和涂料的生產和使用、發電廠鍋爐和其他工業過程的廢氣。

***部分VOCs有毒有氣味，部分VOCs致癌，對人體健康有害；VOCs還能在陽光的作用下與***氣中的氮氧化物發生光化學反應，產生毒性極***的光化學煙霧。

近年來，揮發性有機化合物已成為我***主要的***氣污染物之一，與揮發性有機化合物相關的有害事故逐年增加，揮發性有機化合物的凈化技術已成為環境催化***域的研究熱點。

一般來說，揮發性有機化合物的處理方法可以分為兩類:一類是所謂的無損技術，即回收方法，它通常通過改變過程中的溫度和壓力等物理條件來富集和分離揮發性有機化合物。這些方法包括活性炭吸附、溶液吸收、冷凝和膜分離等。；一種是所謂的破壞性技術，即通過化學或生物技術將VOCs轉化為二氧化碳、水、氯化氫等低毒性的無機物。這些方法包括普通技術，如直接燃燒、催化燃燒、生物降解、等離子體氧化和光催化氧化。

由于揮發性有機化合物的種類、濃度和排放方式，每種方法都有自己的工藝***點，其處理揮發性有機化合物的工藝條件和要求也有不同的適用范圍和***缺點。

比如冷凝工藝適用于高濃度、小風量的VOCs廢氣的處理，對于低濃度、***風量的VOCs廢氣的處理具有投資***、運行成本高、收益小的缺點；

生物法對VOCs的濃度和種類有很多限制，***部分研究還是實驗室規模的實驗研究，還沒有應用到***規模的實際工程中。

吸附法對低濃度VOCs廢氣有較***的處理效果，但可能導致污染從氣相轉移到固相，造成二次污染。

直接燃燒法適用于處理高濃度VOCs的廢氣，因為其運行溫度通常達到800-1200℃時，工藝能耗成本高，燃燒廢氣中容易出現二惡英、NOx等副產物；

催化燃燒可以在遠低于直接燃燒溫度的溫度下處理低濃度VOCs，具有凈化效率高、無二次污染、能耗低的***點，是VOCs商業化應用的有效處理方法之一。

因此，***內外研究者對催化燃燒催化劑進行了***量的研究，相關問題成為近年來環境催化***域的熱點問題。

本文結合作者所在實驗室的研究成果，分析了近五年來***內外催化燃燒的主要成果，總結了催化燃燒反應中催化劑活性組分、粒徑、載體效應、水蒸氣和積碳效應等主要問題的研究進展。

工業催化劑一般由活性組分、助劑和載體組成，其中活性組分及其分布、粒徑和催化劑載體對催化效果和使用壽命有很***影響。

用于催化燃燒揮發性有機化合物的催化劑的活性成分可分為貴金屬和非貴金屬氧化物。貴金屬是低溫催化燃燒常用的催化劑，具有活性高、抗硫性能***的***點，但缺點是活性組分易揮發、易燒結，易導致氯氣中毒，價格高，資源短缺；

非貴金屬氧化物催化劑主要包括鈣黃綠素、尖晶石和復合氧化物催化劑，價格相對較低，也表現出******的催化性能。例如，鈣黃綠素催化劑具有******的高溫熱穩定性，尖晶石催化劑具有***異的低溫活性，但其缺點在于催化活性相對較低，起燃溫度較高。