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      有機廢氣低溫燃燒催化劑的選型與應用

      2015年09月02日

      揮發性有機物簡稱有機廢氣,又稱為VOCs (Volatile OrganicCompounds),包括醛、酮、酸、脂、烷烴、苯環系列及其衍生物等,是石油、化工和一些輕工業如制藥、印刷、涂料、制鞋、玩具等行業在生產中產生的最常見的污染物。長時間暴露在這些污染物環境中會引起人中毒,嚴重的會危及人的生命。VOCs的處理方法有2類:一類是破壞性方法,如直接燃燒法、催化燃燒法、生物膜處理法等;另一類是非破壞性方法,即回收法,如吸附法、冷凝法、膜分離法等。其中,因燃燒法研究歷史最長,工藝更成熟,故應用最多的是燃燒法;直接燃燒法(溫度高于800℃,且常為明火)適合于處理氣量小、污染物濃度高的氣體,因其工藝操作溫度高而耗能高,且可能會產生NOx等二次污染,所以目前逐漸走向淘汰;催化燃燒法適合于處理氣量大、濃度小的VOCs污染氣體,因其操作溫度比直接法低很多(一般在300-500℃,且無火焰),故又稱為低溫催化燃燒。低溫催化燃燒核心部件為催化劑,所用的催化劑按金屬種類可分為:貴金屬催化劑(鉑、鈀、金、銥等)和非貴金屬催化劑,因非貴金屬催化劑處理能力(壽命、活性等)不如貴金屬催化劑,所以市場上用作消除VOCs的催化劑80%以上是采用貴金屬催化劑。以下介紹一下低溫催化燃燒貴金屬催化劑的選用與使用。
      1. 選用
      1.1活性選用
      低溫催化燃燒貴金屬催化劑的活性與活性組分貴金屬有關,一般通常與貴金屬組成及含量有關,當前市場上低溫催化燃燒貴金屬催化劑的活性組分一般為鈀、鉑或兩者組合,活性組分含量一般較低,在0.05%-0.3%之間。催化劑活性與活性組分含量成正比,活性通常可以用廢氣轉化率或空速、起燃溫度等描述,若要選擇活性高的催化劑,其貴金屬含量必然要高些,價格自然也就更高。如選擇0.05%活性組分含量的催化劑,其活性只能保證在300℃廢氣操作溫度下、空速不超過10000h-1,廢氣轉化率最高為90%。
      2.2規格選用
      低溫催化燃燒貴金屬催化劑規格目前市場上主要為2種,一種為以γ-Al2O3為載體的顆粒型貴金屬催化劑,貴金屬含量一般為0.05%-0.1%之間,規格為Ф3--Ф6間,抗碎強度為60N/粒,當3m/s的流速及裝填高度1m時阻力降可達30000Pa以上,故廢氣壓力較高時可以選用。另一種為以堇青石蜂窩陶瓷為基體的蜂窩型貴金屬催化劑,貴金屬含量一般為0.05%-0.3%之間,常用規格為100×100×50、100×100×100、50×50×50、49×49×49、150×150×50,孔密度8-32孔/cm2間,孔密度大活性越好,所以目前市場上多數為32孔/cm2的催化劑,孔密度可影響阻力降,如32孔/cm2的催化劑當3m/s的流速及裝填高度1m時阻力降可達1000Pa以上,故廢氣壓力較低時常選用蜂窩型貴金屬催化劑。
      2. 使用
      催化劑正確規范使用是保證催化活性及延長催化劑使用壽命的重要法寶。
      低溫催化燃燒貴金屬催化劑的使用一般應參考催化劑廠商萍鄉恒昌化工新材料有限公司產品說明書,但應強調幾點:①催化劑開車前應采用新鮮空氣預熱催化劑,以激發催化劑初始活性,不可采用廢氣預熱催化劑,催化劑未預熱不允許通廢氣工作。

      ②停車時采用新鮮空氣冷卻停車,不允許采用廢氣冷卻停車。

      ③催化床入口溫度保持穩定,不允許忽冷忽熱操作以避免催化劑炸裂。

      ④判斷催化劑活性衰減可以采用反應前后的溫升是否衰減厲害或采用催化床出口濃度是否增大幅度過高來判斷。

      來源:萍鄉市恒昌化工新材料有限公司
      萍鄉市恒昌化工新材料有限公司
      曾潔
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