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催化剂是一种加快化学反应速率,本身质量和化学性质在反应前后不变的物质,能大大降低消除VOCs所需要的反应温度,通常是由载体、活性成分和助剂等组成。常用催化剂有:

(1)整体式催化剂:载体(堇青石陶瓷蜂窝)、活性组分(贵金属Pd、Pt和Rh,过渡金属氧化物)、助催化剂(稀土复合氧化物)。

(2)颗粒催化剂:一般以氧化铝小球为载体,颗粒尺寸:3~5;4~6mm。(贵金属Pd、Pt和Rh,过渡金属氧化物)、助催化剂(稀土复合氧化物)。颗粒催化剂(空隙率26%)总体催化效果不及蜂窝催化剂(空隙率70%)

2、催化剂活性成分

(1)贵金属催化剂一般规律:

贵金属催化剂(0.6g/L)的实验室性能(20000-1),工业装置使用温度:320-350度;空速20000-1。

(2)非贵金属催化剂一般规律:

一般以CuO、MnOx、FeOx等为活性成分,有利于将含氮有机物中的N转化为N2

非贵金属催化剂的实验室性能(20000-1),工业装置使用温度:300-350度;空速15000-20000-1。

(3)几点认识

1)贵金属含量是催化剂的主要成本,决定了催化剂的成本。

2)贵金属含量不是决定催化剂性能的唯一因素。

3)相同贵金属含量的催化剂其催化性能会有本质的差别。

4)相同贵金属含量催化剂的性能由催化剂的制备技术来决定。

5)根据处理对象,对催化剂配方要进行合理的调整

3、催化剂的载体及负载方式

催化剂的活性成分负载在较大比表面积的载体上。催化反应中,载体除了要负载分散活性成分,还能增加催化剂的稳定性、选择性和活性等,对催化效果和寿命也有很大的影响。

(1)催化剂的载体主要有两类,一类是球状或片状,另一是整体式多孔蜂窝状。

(2)催化剂活性成分可通过下列方式沉积在载体上:1)电沉积在缠绕或压制的金属上;2)沉积在颗粒状陶瓷材料上;3)沉积在蜂窝结构的陶瓷材料上。

4、催化剂的制备

整体式催化剂:堇青石蜂窝,金属蜂窝载体

颗粒催化剂:第二载体Al2O3,活性组分Pt、Pd、Rh,助催化剂CeO2等

5、催化性能的综合评估

(1)催化温度,耐热温度(实验室转化率达到99%所需要的低反应温度耐热温度;或催化燃烧的工作温度);

(2)价格;

(3)使用寿命,2年左右;

(4)催化剂中毒。

6、催化剂的用量、填装、温度点

按照空速15000h-1计算,一立方米催化剂处理的有机废气量为15000m3,以此类推。常用催化剂规格:100*100*50;200目;催化剂填装高度:200-300mm。

催化剂填装的三种模式:

7、催化反应床及设备选择

(1)催化反应床

1)保证进入催化床层的有机废气的气体分布和温度分布均匀。

2)催化床中催化剂的填装要紧密、同时要考虑热胀冷缩,以免产生气体短路,导致净化效率的下降。

(2)设备选型的程序:

1)前期工作:风量、VOCs浓度、VOCs成分;

2)中期工作:催化剂对VOCs实验室小试;VOCs浓度过大和过小,应对方案(VOCs浓度的计算:涂料中溶剂挥发量/风量)

3)后期工作:设计方案

[关于催化剂]

1、催化剂使用的常见问题及措施

(1)有机废气的浓度应在爆炸极限的安全范围之内,8000mg/m3。

(2)催化剂在使用前,应用小风量催化剂床预热至300℃以上,方可进入有机废气。为保证催化剂长期使用,催化剂最佳使用温度控制在320-450℃。

(3)应避免通入含有树脂、高沸点聚合物、重金属,及含氟、磷、硫、砷、含氯有机物等使催化剂中毒的物质。

(4)有机废气中氧气含量应大于5%。

2、催化剂中毒

(1)由于反应温度过低导致的催化剂表面积炭——高温再生

(2)涂料挥发过程携带灰分在催化剂表面的沉积——酸洗再生

(3)P、F、Pb等中毒——生成F化物、P化物、含Pb合金

(4)催化剂高温失活——活性组分的团聚,催化剂表面贵金属离子变大;催化剂成分之间的固相反应,活性相消失;载体相变,比表面积收缩。

(5)减少催化剂活性的衰减:按操作规程精准地控制反应条件;对废气进行预处理,防止催化剂中毒;改进催化剂制备工艺,提高催化剂耐热性和抗毒能力。

催化燃烧技术是处理VOCs主要技术之一,其技术核心是催化剂和设备设计,根据处理对象,选择合适的催化剂,提高催化效率。贵金属催化剂的催化活性和选择性好,但资源稀缺,价格昂贵。降低贵金属含量,提高催化剂的性价比,开发高性能的非贵金属催化剂是今后的研究方向。由于实际过程中,VOCs种类及成分等的复杂性,对于催化燃烧技术,如何避免催化剂活性下降是工业应用的关键。

推荐教授

罗孟飞,博士,浙江师范大学教授,先进催化材料教育部重点实验室主任,浙江省二级教授,中国化学会催化学会委员,浙江省固体表面反应化学重点实验室主任,苏州大学博士生导师,浙江省151人才第一层次入选者,省高校中青年学科带头人,校“双龙学者”特聘教授。主要从事多相催化、催化新材料等方面的研究。已在国内外期刊上发表研究论文100余篇,其中SCI收录40余篇,EI收录9篇。曾获3项国家发明专利、浙江省科学技术三等奖、浙江省人民政府科技进步三等奖、浙江省教育厅科技进步二等奖。

THE END
1.贵金属催化剂的性质及简单的活性组成对贵金属催化剂载体的研究通常涉及载体孔结构和酸性的调控,孔结构影响了组分分散度和分布形式,载体的酸性位强化了分子的吸附裂化,却也易导致积碳的生成。此外,部分催化材料还产生了载体-金属的强相互作用,组分的物理化学性质发生变化,影响了催化剂的反应活性。https://www.uivchem.com/news/1933.html
2.基于载体形貌改性的负载型贵金属催化剂及制备与应用9.根据权利要求4所述的一种基于载体形貌改性的负载型贵金属催化剂的制备方法,其特征在于:所述还原剂是指硼氢化钠和氢氧化钠的混合还原剂。 10.权利要求1~3任一项所述的一种基于载体形貌改性的负载型贵金属催化剂在甲醛催化氧化中的应用。 说明书 技术领域 本发明属于催化材料技术领域,具体涉及一种基于载体形貌改https://wenku.baidu.com/view/180d54d9551252d380eb6294dd88d0d232d43cc9.html
3.中国科大发现新型强金属近日,中国科学技术大学张颖课题组在强金属-载体相互作用(SMSI)催化剂方面取得重要进展。研究者首次发现了强金属磷化物-磷酸盐载体相互作用(SMPSI),提出了解决非贵金属催化剂的催化活性、选择性、稳定性和抗氧化能力较差,特别是在水相和酸性环境中应用受限的全新方案,拓宽了SMSI的应用范围。相关研究成果于2021年11月17日https://news.ustc.edu.cn/info/1055/77587.htm
4.贵金属催化剂的作用原理对于需要购买蜂窝型载体贵金属催化剂的企业或个人而言,选择可靠的供应商至关重要。一般而言,可以从专业的化学品供应商、催化剂生产商或科研机构处购买到此类产品。在购买时,应关注产品的纯度、活性、稳定性等关键指标,并确保供应商具备相关的生产资质和质量认证。 http://kelihuoxingtan.com/knowledge/442.html
5.贵金属催化剂钯金铂金有机废气催化剂上海胜仁环保科技有限公司(催化剂厂家),提供催化燃料设备、废弃处理设备,主要产品有rco催化燃烧、有机废气处理、rco催化剂、陶瓷催化剂、各种陶瓷、吸附剂、本产品是以堇青石或金属为载体,活性成分为钯(Pd)和铂(Pt)等,规格有50*50*50/49*49*49mm或根据客户需求定制, https://shanghai.11467.com/info/6924695.htm
6.一种硫化铟锌负载贵金属的光催化剂及其制备方法和应用4.发明目的:本发明的第一目的是提供一种提高硫化锌光催化活性的硫化铟锌负载贵金属的光催化剂;本发明的第二目的是提供所述光催化剂的制备方法;本发明的第三目的是提供所述光催化剂在催化还原多溴联苯醚中的应用。5.技术方案:本发明所述的一种硫化铟锌负载贵金属的光催化剂,其载体为花状微球结构的硫化铟锌,http://mip.xjishu.com/zhuanli/41/202210824158.html
7.第3分会场:碳基催化材料与碳催化过程另外,由于碳载体表面成核位点类型多样,导致得到的负载金属催化剂活性位点结构均一性和稳定性等方面也存在挑战。因此,需要发展新方法, 提高碳载体表面成核位点结构均一性,实现沉积物种尺度和落位的精准控制。原子层沉积是一种先进的材料沉积技术。基于此技术,通过原位产生成核位点等方法,我们在碳材料表面构筑均一稳定https://www.csp.org.cn/meeting/9thCarbonCatalysis/a2586.html
8.负载镍催化剂,载体镍催化剂新型负载镍催化剂的应用是近年来加氢工艺技术革新的开始,负载镍催化剂在空气中安全稳定,投料好称量,操作安全性高。最重要载体镍催化剂具有平稳的活性释放特性,这是用于在生产制作的过程中比骨架镍要均匀,单位质量或体积的活性中心差别不大,骨架镍会有比较大的区别。是一种非常适合未来连续化大生产的催化剂。 http://www.hanlutech.com/ni-catalysts/24-supported-nickel-catalyst.html
9.科源催化剂有机废气催化剂贵金属催化剂废气处理催化剂嘉兴科源新材料科技有限公司是一家专注于贵金属催化剂研发和生产的高科技企业,我公司多年来致力于催化剂活性、负载工艺、纳米材料及涂覆技术的研发和创新。科源研发团队均毕业于浙江大学,公司长期从事于催化剂和VOCs催化氧化催化剂的研发及产业化应用工作,对催化反应机理http://keyuan66.com/
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