催化燃燒設(shè)備所用催化劑失活與防治 

概述:催化燃燒設(shè)備所用催化劑失活 催化燃燒設(shè)備所用催化劑失活的防治 催化燃燒催化劑燃燒動力學(xué)
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催化燃燒設(shè)備所用催化劑失活與防治

催化燃燒設(shè)備所用催化劑失活      

催化劑在使用過程中隨著時間的延長,活性會逐漸下降,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。使催化劑失活的物質(zhì)包括快速和慢速作用毒物兩大類。快速作用毒物主要有磷、砷等,慢速作用毒物有鉛、鋅等。通常情況下,催化劑失活是由于毒物與活性組分化合或熔成合金。對于快速作用毒物來說,即使只有微量,也能使催化劑迅速失活。在500℃以下時,慢性作用毒物使活性物質(zhì)合金化的速度要慢得多。(2)抑制催化反應(yīng)。鹵素和硫的化合物易與活性中心結(jié)合,但這種結(jié)合是比較松弛、可逆的、暫時性的。當(dāng)廢氣中的這類物質(zhì)被去除后,催化劑活性可以恢復(fù)。(3)沉積覆蓋活性中心。不飽和化合物的存在導(dǎo)致碳沉積,此外陶瓷粉塵、鐵氧化合物及其他顆粒性物堵塞活性中心,從而影響催化劑的吸附與解吸能力,致使催化劑活性下降。

 催化燃燒設(shè)備所用催化劑失活的防治      

針對催化劑活性的衰減,可以采取下列相應(yīng)的措施:按操作規(guī)程,正確控制反應(yīng)條件;當(dāng)催化劑表面結(jié)碳時,通過吹入新鮮空氣,提高燃燒溫度,燒去表面結(jié)碳;將廢氣進行預(yù)處理,以除去毒物,防止催化劑中毒;改進催化劑的制備工藝,提高催化劑的耐熱性和抗毒能力。

催化燃燒催化劑燃燒動力學(xué)      

當(dāng)有機廢氣在金屬氧化物催化劑上燃燒時,碳氫化合物的氧化反應(yīng)是經(jīng)過表面氧化還原作用循環(huán)實現(xiàn)的。這一機理是由Mars-Van Krevelen提出,反應(yīng)機理如下:  式中,Ri—碳氫化合物物種i。相應(yīng)反應(yīng)動力學(xué)模型方程式可表達為: 式中,ki、koi—分別碳氫化合物物種i及氧的反應(yīng)速度常數(shù), C i、Coi—分別碳氫化合物物種i及氧的濃度, Vi—每摩爾碳氫化合物物種i完全氧化所需氧摩爾數(shù)。  實驗表明碳氫氧化反應(yīng)速度對碳氫的反應(yīng)級數(shù)位于0和1之間。

 

催化燃燒設(shè)備所用催化劑失活與防治
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