廢氣處理是活性炭吸附加催化燃燒法

廢氣處理方法—— 活性炭吸附+催化燃燒法


燃燒過程

    催化燃燒過程是在催化燃燒裝置中進行的。有機廢氣先通過熱交換器預熱到200～400℃，再進入燃燒室，通過催化劑床時，碳氫化合物的分子和混合氣體中的 氧分子分別被吸附在催化劑的表麵而活化。由於表麵吸附降低了反應的活化能，碳氫化合物與氧分子在較低的溫度下迅速氧化，產生二氧化碳和水。
 

催化劑

    催化燃燒反應的關鍵是選擇合適的催化劑。對催化劑的要求是：活性高,特別要低溫活性好,以便在盡可能低的溫度下開始反應。燃燒反應是放熱反應，釋放出大量 的熱可使催化劑的表麵達到 500～1000℃的高溫，而催化劑容易因熔融而降低活性，所以要求催化劑能耐高溫。

作催化燃燒用的催化劑可分為:

    ①貴金屬類:鉑、鈀、釕等。貴金屬催化劑有很高的氧化活性和易回收等優點，雖然存在著資源稀少、價格昂貴和耐中毒性差等缺點，但仍然是世界各國采用的主要催化劑。

    ②非貴金屬類：主要是過渡族元素的氧化物以及稀土元素的氧化物。單組分的氧化物，如氧化銅(CuO)和氧化鎳(NiO)等。單組分氧化物耐熱性差，活性 低，致使應用受到限製。以後改用兩種以上的金屬氧化物的混合物，如二氧化錳－氧化銅 (3:2)的複合物，三氧化二鐵－三氧化二鉻複合物，氧化銅－三氧化二鉻複合物，鈷、錳的尖晶石型複合物，銅、錳、鎳、鋅的鉻酸鹽等。複合氧化物雖可改善 某些催化性能，但氧化活性仍不及貴金屬。此外，還有金屬硫化物如釷、鎳、鉬、鈷的硫化物。這類催化劑一般隻適用於含硫的碳氫化合物的催化燃燒,使用溫度限 於300～400℃，高溫時易分解。

催化劑的活性物質

    一般都塗在載體上，所以它的形狀也依載體而異。載體有γ-Al2O3製成的球體、圓柱體和各種異形體，有用表麵覆蓋活性氧化鋁薄膜的多孔陶瓷蜂窩體，也有 用耐熱合金絲製成的膨體球和金屬波紋板等。載體可減少催化劑的用量，起支撐作用。它應具有比表麵積大、耐高溫、機械強度大和流體阻力小等特性。

反應的難易程度

    不同的碳氫化合物通過催化劑時反應的難易程度也不相同。難度大小一般按下列順序排列:側鏈＞直鏈;炔烴＞烯烴＞烷烴；Cn>…>C3>C2>C1；脂肪族＞脂環族＞芳香族。

    相同的碳氫化合物通過不同的催化劑時反應的難易程度也有差別。難度大小一般按下列順序排列：

甲烷：Pd＞Pt＞Co3O4＞PdO＞Cr2O3＞Mn2O3＞CuO＞CeO2＞Fe2O3＞V2O5＞NiO＞MoO3＞TiO2

乙烯:Pd＞Pt＞Co3O4＞Cr2O3＞Ag2O＞Mn2O3＞CuO＞NiO＞V2O5＞CdO＞Fe2O3＞MoO3＞WO＞TiO＞ZnO

丙烷：Pt＞Pd＞Ag2O＞Co3O4＞CuO＞MnO2＞Cr2O3＞CdO＞V2O5＞Fe2O3＞NiO>>CeO2＞Al2O3＞ThO2

異戊二烯:Pd＞Pt>>MnO2＞Co3O4＞Cr2O3＞CeO2＞NiO＞Fe2O3

處理不同的工業有機廢氣應當根據上述排列順序選擇適當的催化劑。

催化燃燒法的優點

①可以降低有機廢氣的起始燃燒溫度。例如甲醇、甲醛在以氧化鋁為載體的Pt催化劑(Pt/Al2O3)的作用下,室溫下就開始燃燒,而直接燃燒法起始燃燒點通常為300～600℃。

②燃燒不受碳氫化合物濃度的限製。

③基本上不會造成二次汙染。

④設備較簡單，投資少，見效快。

催化燃燒法存在的主要問題：

催化劑易中毒和不耐高溫。易使催化劑中毒的物質有焦油、油煙、粉塵、鉛化合物和硫、磷、鹵族元素的化合物等。為了保持催化劑的活性，一般都采用前處理的辦法，預先除掉有毒物質。