VOCs催化氧化原理及催化劑失活分析

北極星VOCs在線訊:催化燃燒是典型的氣-固相催化反應,其實質是活性氧參與深度氧化作用。

在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低反應的活化能，同時使反應物分子富集於催化劑表面，以提高反應速率。藉助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下發生無焰燃燒,並氧化分解為CO2和H2O，同時放出大量熱。

1.催化燃燒的特點

1.1.起燃溫度低,節省能源

有機廢氣催化燃燒與直接燃燒相比，具有起燃溫度低、能耗低的顯著特點。在某些情況下，催化燃燒達到起燃溫度後便無需外界供熱。

1.2.適用範圍廣

催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體。對於有機化工、塗料、絕緣材料等行業排放的低濃度、多成分、無回收價值的廢氣，採用吸附-催化燃燒法的處理效果更好。

1.3.處理效率高，無二次汙染

用催化燃燒法處理有機廢氣的淨化率一般都在95%以上，最終產物為無害的CO2和H2O（雜原子有機化合物還有其他燃燒產物），且由於燃燒溫度低，能大量減少NOX的生成，因此不會造成二次汙染。

2.催化劑失活

催化劑在使用過程中隨著時間的延長，活性將會逐漸下降，直至失活。催化劑失活主要有以下3種類型。(1)催化劑完全失活。使催化劑失活的毒物包括快速和慢速作用毒物兩大類。快速作用毒物主要有P、As等，慢速作用毒物有Pb、Zn等。通常情況下，催化劑失活是由於毒物與活性組分化合或熔成合金。對於快速作用毒物來說,即使只有微量，也能使催化劑迅速失活。(2)抑制催化反應。滷素和硫的化合物易與活性中心結合，但這種結合是比較鬆弛、可逆且暫時性的，當廢氣中的這類物質被去除後，催化劑活性可以恢復。(3)沉積覆蓋活性中心。不飽和化合物的存在可導致炭沉積，此外，陶瓷粉塵、鐵氧化合物及其他顆粒物堵塞活性中心後，也會影響催化劑的吸附與解吸能力，導致催化劑活性下降

3.催化劑失活的防止

對催化劑活性的衰減，可以採取下列相應的措施加以防止：①按操作規程正確控制反應條件；②當催化劑表面結炭時，應吹入新鮮空氣，以提高燃燒溫度，燒去表面結炭；③將廢氣進行預處理，以除去毒物，防止催化劑中毒；④改進催化劑的製備工藝，提高催化劑的耐熱性和抗毒能力。

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