催化燃烧与RTO在卤素等有机废气治理中的技术分析

催化燃烧分为:蓄热式催化热力氧化RCO(RegenerationCatalyticOxidizer)和换热式催化热力氧化CO(CatalyticOxidizer)。

催化燃烧和蓄热式热力焚烧RTO(RegenerativeThermalOxidezer)废气治理技术,是目前能够实现VOCs达标排放的成熟技术。

两种技术从去除率、达标能力上来讲是一致的,但毕竟是两种截然不同的技术,在许多方面还是有区别的。下面对两种技术进行比较。

一、催化燃烧技术反应温度低

催化燃烧反应温度一般在250~400℃,热损失小,所需的能耗低;

二、催化燃烧技术不产生NOx

据研究:

1)一套20万m3/h处理量的RTO设备,其NOx排放量约等于一台35t/h的燃煤流化床锅炉。

3)《蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》

基于此,如果采用RTO技术治理VOCs,后续要采取脱硝措施。

三、催化燃烧技术不产生二噁英

1.催化燃烧技术不产生二噁英

催化燃烧技术作为VOCs治理的主流技术,也是目前能够实现VOCs达标排放的成熟技术。

但许多业主,甚至环保从业人员,对催化氧化过程中是否生成二噁英顾虑重重,尤其碰到废气中含有卤素、芳烃等物质时,在选用催化氧化技术时就会更加慎重。

其实,用催化氧化技术处理VOCs废气,基本不同担心生成二噁英,如果催化剂配伍当中配置分解二噁英催化剂,就更不用担心二噁英问题。

二噁英又称二噁因,属于氯代三环芳烃类化合物,是由200多种异构体、同系物等组成的混合体。其毒性比氯化钾、砒霜强得多。是非常稳定又难以分解的一级致癌物质。二噁英中毒性最强的是2,3,7,8-四氯二苯并二噁英,其化学结构式为:

英文缩写为TCDD

二噁英主要来自垃圾焚烧、农药及含氯有机物的高温分解或不完全燃烧。含有氯仿、氯甲烷、氯乙烷等低碳氯代烃的有机废气在催化氧化过程中不会产生二噁英。

其理由是:

(1)催化氧化的稳定较低,在250-400℃之间。

(2)催化氧化的机理与直接燃烧(热力)燃烧不同。它是反应物分子(包括氧分子)被吸附在催化剂的活性中心上得到活化、解离、重组、脱附,主要的过程都在催化剂表面上完成,受催化剂表面结构控制。

(3)低碳氯代烃浓度很低,氧很丰裕的情况下,C-O、H-O、H-Cl结合的活性远大于C-C、C-Cl的结合。一个碳,两个碳的小分子,连接成氯代三环芳烃类结构是不大可能的。

可能产生二噁英的必须条件:

(1)含高浓度氯代烃,贫氧(氧不足),高温。

如垃圾焚烧:垃圾中往往含有氯的塑料制品;

燃烧物的中间易处于贫O2层。高浓度、贫O2是必要条件。

高温裂解属自由基反应机理,C-C键容易连接起来。

(2)如果废物或废气中含有氯代苯类等,浓度比较高,在贫O2条件下,不完全分解,易生成二噁英。

从上述二噁英的定义、生成机理、催化氧化反应机理等分析可知,用催化氧化技术对VOCs进行治理,不必担心二噁英的问题。如果催化剂配伍中配置了分解二噁英的催化剂,废气出口二噁英的达标就更有保证!

2.RTO技术在处理含氯废气时,会产生二噁英

四、催化燃烧技术投资低

处理同样规模的有机废气,设备配置水平相同,应用催化燃烧技术投资低于应用RTO技术的投资,一般为RTO技术投资的80%。

有人认为,催化燃烧技术相比RTO技术,多了价格高昂的催化剂,为什么反而投资低?原因如下:

2)RTO需配备脱硝设施;

3)针对含氯废气,RTO需增加急冷装置;

4)RTO需配备燃料储运设施;

5)RTO需配备备用电源;

6)RTO设备需采用耐高温的材料;

7)针对含氯废气,RTO需解决高温氯腐蚀问题,会大幅度增加设备投资。

五、催化燃烧技术运行费用低

催化燃烧因为反应温度低,与外界热量交换比较少,热损失小,需要补充的外加热源相应就比较小,因此运行费用低。

综上所述,RTO技术存在的问题是严重的二次污染,同时存在投资大、运行费用高、风险高等问题。

2019年7月1日实施的《制药工业大气污染物排放标准(GB37823—2019)、《涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准》(GB37824-2019)、《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB37822-2019)等,均正式提出了高温产生氮氧化物的问题、含氯废气产生二噁英的问题等。

1.什么是催化剂?

催化剂是一种在加快化学反应速率的同时,自身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。在处理VOC的过程中,催化剂的使用可以大大降低所需要的反应温度。

2.纳米催化剂能耐高温吗?

催化燃烧的工作温度平均在250oC-350oC左右,但是有的时候由于废气浓度的骤升,在催化燃烧过程中会出现瞬间达到五六百度的情况(飞温);此时,机器内部的温度感应器会发出信号,鼓入新鲜空气来稀释废气浓度,从而降低反应温度。我司开发的纳米催化剂具有良好的短暂抗高温能力,不会因瞬间高温烧结而降低使用效率。

3.纳米催化剂能够用多久?

催化剂的使用寿命通常根据使用情况而定,一般情况可参照下表来判断。

4.新型催化剂的制备工艺和传统贵金属有何区别?

贵金属催化剂的制备一般包含了第一载体(蜂窝陶瓷或堇青石),上面涂附第二载体Al2O3,之后再涂附活性组分Pt,Pd,Rh,和助催化剂CeO2等。第二载体的粘结牢度和比表面积,以及贵金属涂层的粒子尺寸和活性反应单元决定了催化剂的性能。

因此,除了昂贵的金属价格,多次烧结多层涂附的复杂的制备工艺也提高了贵金属催化剂的成本。新型纳米非贵金属催化剂采用高效过渡金属复合材料一体成型,没有其他载体,大大简化了传统工艺的复杂程序。新型催化剂的优势主要体现在以下几点:

1、催化反应属于表面反应,我司催化剂活性成分100%,市面上不论贵金属还是非贵金属催化剂活性成分只是表面不到1微米厚的一薄层,因此,市面上的其他催化剂有可能会因为表面活性风蚀磨损脱落而失效,我司催化剂则不会因为磨损而失效,反而因为磨损出里面新鲜的催化剂而活性升高;

2、市面上的负载型催化剂均由第一载体上涂覆第二载体,第二载体上涂覆贵金属或非贵金属活性组分的构成,存在第一载体和第二载体膨胀系数不一致的情况,在热冲击下会造成严重的脱落,从而导致活性下降甚至失效,而我司催化剂是单一组分不存在此类问题。

5.常见催化剂的化学组成成分是什么?

常见的催化剂一般分为两大类:贵金属催化剂和非贵金属催化剂,其中贵金属催化剂的活性成分主要有贵金属的铂,钯,和铑,而非贵金属催化剂的活性成分主要是过渡金属氧化物(稀土和稀有金属氧化物)和复合金属氧化物(固溶体,钙钛矿,和尖晶石)。

6.对比直接燃烧,使用催化剂有何好处?

直接燃烧的温度一般在850℃-950℃,催化燃烧的温度一般在250℃-350℃;显然,催化燃烧由于催化剂的作用大幅度降低了反应所需温度,从而大大降低了能耗和运行成本。另外,直接燃烧会产生大量的副产物氮氧化物(这是形成酸雨的主要成分,国家对氮氧化物的管控也比较严格),造成二次污染。目前,国内外大多数企业已经开始在淘汰直接焚烧,转而使用催化燃烧。

7.为什么有些气体需要更高的温度处理?

第一、不同的气体成分是不一样的,这跟气体的分子稳定性有关,一般来讲,含有苯环的VOCs废气如苯、甲苯、二甲苯这类的废气比较稳定,那么处理它们需要更高的能量,因此需要较高的温度来氧化它们;

第二,催化剂对不同的VOCs废气是有选择性的,我们根据不同行业废气的组分,开发出针对不同情况下的催化剂系列产品,我们会根据客户提供的废气组分为客户选择最适合客户工况的最佳催化剂。根据气体的不同,在燃烧过程中的处理效果也不一样。比如乙酸乙酯所需的反应温度要比甲苯高出40度左右。因此,在处理多种气体时,要充分考虑气体的成分和含量,选择适当的温度进行处理。

8.起燃温度是什么?

起燃温度是指50%的气体被降解的温度,也被称为T50,是一个催化剂的性能指标。原则上讲,在同样的空速下处理相同风量的气体,起燃温度越低,催化剂的性能越好。催化剂在长期使用后,会出现不同程度的老化,此时可以适当提高反应温度来提升净化率。

9.用完以后的纳米催化剂能回收再利用吗?

长期使用后的催化剂活性会慢慢下降,使用一年以后可以上下对调,调整催化剂的摆放位置,也可以适当提高催化剂的反应温度来达到更好的催化效果。催化剂功能衰减到一定程度,不能达到处理目标时,请及时与我司联系更换新的催化剂。我们也可以根据你们的情况为你们提供催化剂激活或者直接回收的解决方案。

THE END

探索和开发低成本超长寿命高性能的氧还原反应非贵金属催化剂(ORR)以取代铂基催化剂用于电化学能量转换装置仍然是一个巨大的挑战。尽管有几种非贵金属催化剂(N掺杂石墨烯过渡金属纳米粒子单原子金属氮碳等)。虽然与商用铂碳相比,它们的催化性能可以媲美现有催化剂,但它们的长期耐用性,特别是在苛刻的电解液中的耐久性,在实际应用中仍然不能令人满意。来自湖南大学中国农业大学和剑桥大学的学者合成了一种的Fe3CNG催化剂,并对其进行了研究,以了解其在锌空气电池中的催化降解行为。实验分析和理论计算表明,由于Fe3C量子点提供了快速的电子转移到NG的价带,由Fe3C量子点和N掺杂石墨烯碳(Fe3CNG)形成的MottSchottky异质结提高了ORR。分子动力学模拟表明,在腐蚀性极强的电解液中,NG中的石墨烯结构相对稳定,避免了Fe3C量子点的腐蚀。将锌/石墨烯复合薄膜与固体电解液相结合,优化后的含Fe3CNG催化剂的锌空气电池具有高开路电压1.506V,高能量密度706.4Whkg1,以及长达1000h的长期稳定性。相关文章以“NonNobleMetalCatalystandZn/GrapheneFilmforLowCostandUltraLongDurabilitySolidStateZnAirBatteriesinHarshElectrolytes”标题发表在AdvancedFunctionalMaterials。论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202200397图1.Fe3C@N/MCHS和Fe3CNGMottSchottky异质结制备示意图.图2.所制备的Fe3C@N/MCHSS的形态特征:a)扫描电子显微镜图像;b)电子显微镜图像;c,d)高分辨电子显微镜图像;以及e)典型的电子显微镜图像和相应的CNO和Fe元素映射;f)C和Fe元素的组合映射图像;g)亮场和h)暗场电子显微镜图像;i)相应的NG和Fe3C的HAADFSTEM图像。图3.a)镍泡沫上Fe3C@N/MCHSs阴极的制造工艺,b)固态电解质的制备,c)柔性Zn/石墨烯阳极电极的制备。图4.a)商用Pt/CN/MCHSS和Fe3C@N/MCHSS在N2和O2饱和的0.1MKOH中以50mV/s的扫描速率的CV;b)在O2饱和0.1MKOH下,在1600rpm转速下各种电催化剂的LSV;c)在O2饱和的0.1MKOH中的Fe3C@N/MCHSS在不同的转速下的LSV和(插图)相应的KL曲线;d)用于甲醇交叉试验的商用铂/C和Fe3C@N/MCHSS的计时电流曲线;f)与最先进的单一催化剂的比较;g)锌空气电池示意图;h)开路电压;i)速率性能;j)比容量;k)功率密度和l)具有铂碳和Fe3C@N/MCHSS催化剂的锌空气电池的充放电循环次数。图5.Fe3C@NG的莫特肖特基异质结示意图:a)接触前和b)接触后;c)ORR机制;d,e)Fe3C@NG模型的电荷分布;f)Fe3C@NG模型上的ORR过程;g)示意图能量溢出和h)G,NG,Fe3C和Fe3C@NG板的不同活性位点上ORR途径的能量变化;i)在Fe3C@NG上以不同电位下的能量跃升;j)在0.5MH2SO4溶液中Fe3C@NG的分子动力学(MD)模拟。综上所述,本文报道了一种非贵金属Fe3CNG催化剂,其催化活性和耐久性可与商用铂/碳相当,用于固态锌空气电池的实用ORR。揭示了Fe3CNG催化剂中的MottSchottky等促进了电子转移和电荷密度重分布对催化剂性能的调节作用。特别是对于Fe3CNG异质结,通过适当的设计和调节,由于莫特肖特基异质结和电荷密度的重新分布,同时实现了快速的电子转移和低能垒。分子动力学模拟表明,石墨烯层阻止了Fe3C与H3O+OH和H2O之间的接触,唯一影响降解的是石墨烯层中掺杂的N原子。通过制备锌/石墨烯复合薄膜和固态电解液,进一步解决了锌空气电池普遍存在的自腐蚀锌枝晶稳定性差等问题,优化后的Fe3CNG催化剂锌空气电池的开路电压达到1.506V,能量密度达到706.4Whkg1,长期稳定性达到1000h,向实际应用迈进了一大步。本文的工作为理解用于ORR的非贵金属Fe3CNG异质结构催化剂提供了一些新的见解,也为制造低成本高能量密度长时间循环的锌空气电池提供了新的途径。(文:SSC)本文来自微信公众号“材料科学与工程”。欢迎转载请联系,未经许可谢绝转载至其他网站。推荐阅读:欢迎微信后台回复“应聘编辑”加入我们实用!Origin软件使用经典问题集锦免费下载:18款超实用软件轻松搞科研合作投稿点击此处[Er1gF7PbJUGeb2rznpW3zw==.jpg]欢迎留言,分享观点。点亮在看材料科学与工程

1.中石化申请贵金属催化剂相关专利,有效减少副反应发生金融界2024年12月3日消息,国家知识产权局信息显示,中国石油化工股份有限公司申请一项名为“贵金属催化剂及其制备方法及应用、贵金属催化剂合成防老剂IPPD的方法”的专利,公开号CN119056448A,申请日期为2023年6月。https://m.163.com/dy/article/JIG7KN9I0519QIKK.html
2.集团公司对废贵金属催化剂的回收有何规定?The problem of children violence has been discussed thoroughly in thewake of last week’s tragedy in Arkansas. Some discussions center in easy 62. ___access to guns, exposure m TV violence, and parehttps://www.shuashuati.com/ti/4cb7054d33cb46339e772aa23694a736.html
3.过渡金属取代的贵金属羟基磷灰石催化剂及其制备方法和应用.pdf本发明提供了一种过渡金属取代的贵金属羟基磷灰石催化剂及其制备方法和应用,其制备为:将过渡金属前驱体溶解到钙源溶液中,然后将钙源溶液与磷源溶液混合,并调节混合溶液pH值到8?10,之后进行水热反应得到载体;然后将载体与贵金属前驱体溶液反应得到所述催化剂。该催化剂中贵金属粒径较小且高度分散。催化剂的苯https://m.book118.com/html/2023/0508/7030032000005104.shtm
4.关于贵金属在生产销售过程中的会计核算探讨B公司主要从事贵金属催化剂的研发与生产、催化应用技术的研究开发、废旧贵金属催化剂的回收及再加工等业务。公司贵金属催化剂产品以铂族金属(铂、钯、钌、铑、铱等)为催化活性组分,由于铂族金属价值较高且可回收循环利用的特点,而公司同时具有生产销售催化剂产品和回收废旧催化剂提炼贵金属原料的能力,因此B公司在销售https://www.shinewing.com/audit/practising/detail/64b8c313f678ac623dbc0275.html
5.制药厂钯催化剂的成分(加三元催化剂多钱?)平泽金和贵金属精炼含钯催化剂都用在什么生产中? 钯催化剂的使用? pd2dba3是什么化学品? 盐酸钯与硫酸钯区别? 钯的主要用途? 钯催化剂价格为什么贵? 含钯催化剂都用在什么生产中? 1、含钯催化剂都用在化工领域、石油化工、精细化工等生产中。 敬请保留 客服微信 13027973222 http://www.cnjxhgjs.com/40621.html
6.燃油宝和三元催化剂的区别燃油宝和三元催化剂的区别: 1、首先是两者的作用对象不一样,三元催化剂清洁的对象主要是汽车内部的三元催化器。而燃油宝主要是作用于汽车燃油; 2、三元催化剂和燃油宝的效果不一样,三元催化剂是清洁汽车三元催化器上面的油污和杂质,从而使汽车三元催化器达到最好的性能。而汽车燃油宝是清洁汽车燃油产生的积碳,能够https://3g.china.com/auto/mip/1022887.html
7.贵金属催化剂的性质及简单的活性组成目前,催化剂活性组分的研究重点在于铂、钯、金等单组分贵金属的改性和双组分贵金属的设计合成;对载体的研究主要涉及酸性、孔结构以及载体与金属的强相互作用。未来还需进一步提高贵金属催化剂的抗中毒性能。 贵金属催化剂活性元素组分 贵金属催化剂通常以Pt、Pd、Au等金属作为活性组分,其中对Pt、Pd的研究起步较早,https://www.uivchem.com/news/1933.html
8.催化学报总结了贵金属负载在LDHs载体的优势;(3)核壳型MMO催化剂:分析了在氧化铝球、MOF等载体上原位负载LDHs的方法构筑多级结构的MMO催化剂,利于促进VOCs分解活性;(4)整体型MMO催化剂:满足VOCs分解实际应用,提出铝片基底上原位生长-煅烧制备高活性位点暴露的整体式催化剂的优点.在催化活性基础上着重介绍了水蒸气对活性的影响https://www.cjcatal.com/CN/volumn/volumn_1470.shtml
9.两电子氧还原制备过氧化氢:贵金属催化剂的几何与电子结构调控的1000-0518. 230048 两电子氧还原制备过氧化氢:贵金属催化剂的 几何与电子结构调控的研究进展 罗二桂* 唐涛王艺 张俊明 常宇虹 胡天军 贾建峰* (山西师范大学化学与材料科学学院,磁性分子与磁信息材料教育部重点实验室,太原 030032) 摘要 通过两电子氧还原反应(2e-ORR)电化学合成过氧化氢(H2O2)的显著优势是高http://yyhx.ciac.jl.cn/CN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=18171
10.lpop原子许多最近研制出的CS-SAC显示出了在碱性电解质的燃料电池中远优于Pt/C的催化性能,同时有些CS-SAC在酸性条件下的催化表现甚至优于最新的非贵金属催化剂聚合物电解质膜燃料电池(PEMFCs)。因此,与传统的纳米颗粒或本体催化剂相比,它们更有望成为更令人钦佩的替代品,以促进能量转化反应及拓宽可再生能源装置的实际应用。https://blog.csdn.net/weixin_39797780/article/details/109976846
11.非贵金属基催化剂用于催化降解有机污染物的研究进展当前,随着环境问题的日益加剧,工业废水产生了大量有毒的有机化合物,将这些物质释放到水生环境中会对人类健康造成极大的威胁,因此,对有机污染物的合理处理变得尤为重要,制备具有高催化效率、高循环稳定性、低成本和绿色环保的非贵金属催化剂可以促进绿色可持续发展。阐述了非贵金属基催化剂的研究进展,包括最常用的单/https://snm.usst.edu.cn/html/2022/2/20220201.htm
12.光催化CO2转化研究综述2.2 催化剂改性方法 单独的TiO2或g-C3N4由于光生电子效率或CO2吸附能力的限制,在CO2还原反应产率方面表现较差,研究者采用多种改性手段对催化剂的结构进行设计和优化,针对光反应的常见强化方法包括金属或非金属离子掺杂、贵金属沉积、异质结结构构建、与碳材料复合改性和催化剂的纳米结构设计等;针对表面还原反应的常见强化https://www.fx361.com/page/2022/0628/14792106.shtml
13.催化燃烧与RTO在卤素等有机废气治理中的技术分析3. 纳米催化剂能够用多久?催化剂的使用寿命通常根据使用情况而定,一般情况可参照下表来判断。如有具体需求,也可向我司咨询。 4. 新型催化剂的制备工艺和传统贵金属有何区别?贵金属催化剂的制备一般包含了第一载体(蜂窝陶瓷或堇青石),上面涂附第二载体Al2O3, 之后再涂附活性组分Pt,Pd,Rh,和助催化剂CeO2等http://www.zeeflow.com/html/article/1641.html
14.世界一流科技期刊文章精选单原子分散贵金属催化剂的制备和催化 厦门大学化学化工学院、能源材料化学协同创新中心郑南峰和傅钢课题组,采用乙二醇保护的超薄二氧化钛纳米片作为载体,应用光化学方法,成功制备了负载量高达1.5wt%的单原子分散钯催化剂;在温和条件下高效脱除前驱体氯钯酸上的氯离子是成功制备的关键;研究成果发表于《科学》杂志。贵金属http://www.scichi.cn/zinecontent.php?id=1827