文章详情

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.贵金属催化剂应用领域有哪些贵金属催化剂应用领域有哪些 16小时前 贵金属催化剂因其高活性、高选择性、稳定性好等优良特性,在多个领域得到了广泛的应用。以下是对贵金属催化剂应用的详细介绍: 一、石油化工领域 在石油化工领域,贵金属催化剂被广泛应用于石油加氢、重油加氢、裂化、异构化等反应中。例如,铂、钯等贵金属催https://b2b.baidu.com/q/aland?q=703A7439033D7D16726675081A6F1A0A08251A3B1A190D0D1960&id=qidc3a69b3cae5eb1445399dc35b05685a8&answer=922023265919645312&utype=2
2.《贵金属废催化剂利用处置技术规范》.docx贵金属废催化剂利用处置技术规范意见征集稿编制说明贵金属废催化剂利用处置技术规范编制组二二二年九月目 录 TOC o 13 h z u HYPERLINK l Toc114232423 一 工作简况 一 工作简况1. 任务来源中华人民共和国科https://www.renrendoc.com/paper/268837482.html
3.贵金属催化剂在COPROX中的应用进展石油化工年期贵金属催化剂在CO-PROX中的应用进展,CO-PROX,贵金属,助剂,载体,CO-PROX反应具有操作简单、安全实用、价格低廉等特点。从应用于CO-PROX反应中贵金属催化剂的活性组分、助剂、载体及整体式催化剂https://wap.cnki.net/touch/web/Journal/Article/SYHG2024062600G.html
4."点金术"的现实版:揭秘单原子催化剂在绿色化工中的“超能力”!特别是在毫秒级推进剂分解反应的研究中,他开发出的新型有序介孔材料以及模拟贵金属特性的催化剂,如同神奇的魔法棒,为航天航空与石化工业的催化剂应用开辟了崭新的天地。他的成就显著增强了我国在航天领域的自主创新能力,如同为国家的航天事业披上了坚固的铠甲。https://www.xianjichina.com/special/detail_555807.html
5.贵金属负载型催化剂及制备方法和应用.pdf贵金属负载型催化剂及制备方法和应用.pdf 9页VIP内容提供方:知识产权出版社 大小:424.63 KB 字数:约1.41万字 发布时间:2024-02-07发布于四川 浏览人气:19 下载次数:仅上传者可见 收藏次数:0 需要金币:*** 金币 (10金币=人民币1元)贵金属负载型催化剂及制备方法和应用.pdfhttps://max.book118.com/html/2024/0207/6143005135010044.shtm
6.刘福东做客环境讲坛介绍面向环境应用的氧化物和贵金属催化剂近日,应上海交通大学环境科学与工程学院副教授马磊邀请,美国中佛罗里达大学助理教授刘福东做客第152期环境讲坛,采用线上、线下相结合的方式,为交大师生带来题为“面向环境应用的氧化物和贵金属催化剂设计新理念”的精彩学术报告。此次报告由马磊主持。 开发新概念氧化物和贵金属催化材料是实现机动车尾气低温净化的关键,而https://news.sjtu.edu.cn/zhxw/20230806/186892.html
7.第九届全国碳催化学术会议&首届多孔材料合成应用与表征成功实现了“铠甲催化剂”在强酸、强碱、高温等苛刻条件下的催化体系(燃料电池、电解水、电解硫化氢、二氧化碳转化等)中高活性和高稳定性地运行,为苛刻条件下高稳定性和高活性催化剂的设计提供了新途径。基于这一概念,开发出整体式非贵金属“铠甲催化剂”,并将其应用到电解水中,解决了电解水中非贵金属催化剂活性低https://www.csp.org.cn/meeting/9thCarbonCatalysis/a2586.html
8.Mater.最新综述:非贵金属基碳复合材料在析氢领域的基础及应用近年,非贵金属基碳复合催化材料的研究处于黄金时代,低过电位、高催化活性等优势使得其在HER领域的应用备受关注。但大多数非贵金属基催化剂对pH变化非常敏感,材料在不同电解液中的催化机理以及对其长期反应活性的影响值得深入探讨。近日,浙江大学王勇教授(通讯作者)等人在Advanced Materials上的最新综述“Non-Noble Metalhttp://www.cailiaoniu.com/70201.html