概述

  从1949年美国研制出世界上套催化燃烧装置到现在，这项技术已广泛地应用于油漆、橡胶加工、塑料加工、树脂加工、皮革加工、食品业和铸造业等部门，也用于汽车废气净化等方面。中国在1973年开始将催化燃烧法用于治理漆包线烘干炉排出的有机废气,随后又在绝缘材料、印刷工业等方面进行了研究,使催化燃烧法得到了广泛的应用。

From the United States in 1949 to develop the world's first set of catalytic combustion devices to the present, this technology has been widely used in paint, rubber processing, plastic processing, resin processing, leather processing, food industry and the foundry industry departments, also used in automobile exhaust purification, etc.In 1973, China began to catalytic combustion method for governance enameled wire drying grate of organic waste gas, then in such aspects as insulation materials, printing industry was studied, the catalytic combustion method has been widely used.​

燃烧过程

    催化燃烧过程是在催化燃烧装置中进行的。有机废气先通过热交换器预热到200～400℃，再进入燃烧室，通过催化剂床时，碳氢化合物的分子和混合气体中的氧分子分别被吸附在催化剂的表面而活化。由于表面吸附降低了反应的活化能，碳氢化合物与氧分子在较低的温度下迅速氧化，产生二氧化碳和水。

催化剂

    催化燃烧反应的关键是选择合适的催化剂。对催化剂的要求是：活性高,特别要低温活性好,以便在尽可能低的温度下开始反应。燃烧反应是放热反应，释放出大量的热可使催化剂的表面达到 500～1000℃的高温，而催化剂容易因熔融而降低活性，所以要求催化剂能耐高温。

作催化燃烧用的催化剂可分为:

    ①贵金属类:铂、钯、钌等。贵金属催化剂有很高的氧化活性和易回收等优点，虽然存在着资源稀少、价格昂贵和耐中毒性差等缺点，但仍然是世界各国采用的主要催化剂。

    ②非贵金属类：主要是过渡族元素的氧化物以及稀土元素的氧化物。单组分的氧化物，如氧化铜(CuO)和氧化镍(NiO)等。单组分氧化物耐热性差，活性低，致使应用受到限制。以后改用两种以上的金属氧化物的混合物，如二氧化锰－氧化铜 (3:2)的复合物，三氧化二铁－三氧化二铬复合物，氧化铜－三氧化二铬复合物，钴、锰的尖晶石型复合物，铜、锰、镍、锌的铬酸盐等。复合氧化物虽可改善某些催化性能，但氧化活性仍不及贵金属。此外，还有金属硫化物如钍、镍、钼、钴的硫化物。这类催化剂一般只适用于含硫的碳氢化合物的催化燃烧,使用温度限于300～400℃，高温时易分解。

催化剂的活性物质

    一般都涂在载体上，所以它的形状也依载体而异。载体有γ-Al2O3制成的球体、圆柱体和各种异形体，有用表面覆盖活性氧化铝薄膜的多孔陶瓷蜂窝体，也有用耐热合金丝制成的膨体球和金属波纹板等。载体可减少催化剂的用量，起支撑作用。它应具有比表面积大、耐高温、机械强度大和流体阻力小等特性。

反应的难易程度

    不同的碳氢化合物通过催化剂时反应的难易程度也不相同。难度大小一般按下列顺序排列:侧链＞直链;炔烃＞烯烃＞烷烃；Cn>…>C3>C2>C1；脂肪族＞脂环族＞芳香族。

    相同的碳氢化合物通过不同的催化剂时反应的难易程度也有差别。难度大小一般按下列顺序排列：

甲烷：Pd＞Pt＞Co3O4＞PdO＞Cr2O3＞Mn2O3＞CuO＞CeO2＞Fe2O3＞V2O5＞NiO＞MoO3＞TiO2

乙烯:Pd＞Pt＞Co3O4＞Cr2O3＞Ag2O＞Mn2O3＞CuO＞NiO＞V2O5＞CdO＞Fe2O3＞MoO3＞WO＞TiO＞ZnO

丙烷：Pt＞Pd＞Ag2O＞Co3O4＞CuO＞MnO2＞Cr2O3＞CdO＞V2O5＞Fe2O3＞NiO>>CeO2＞Al2O3＞ThO2

异戊二烯:Pd＞Pt>>MnO2＞Co3O4＞Cr2O3＞CeO2＞NiO＞Fe2O3

处理不同的工业有机废气应当根据上述排列顺序选择适当的催化剂。

催化燃烧法的优点

①可以降低有机废气的起始燃烧温度。例如甲醇、甲醛在以氧化铝为载体的Pt催化剂(Pt/Al2O3)的作用下,室温下就开始燃烧,而直接燃烧法起始燃烧点通常为300～600℃。

②燃烧不受碳氢化合物浓度的限制。

③基本上不会造成二次污染。

④设备较简单，投资少，见效快。

催化燃烧法存在的主要问题：

催化剂易中毒和不耐高温。易使催化剂中毒的物质有焦油、油烟、粉尘、铅化合物和硫、磷、卤族元素的化合物等。为了保持催化剂的活性，一般都采用前处理的办法，预先除掉有毒物质。近几年来，含稀土元素的钙钛矿结构的复合氧化物催化剂的研制在提高耐高温性能等方面有所进展。中国研制的稀土元素催化剂已用于有机废气的治理。

催化燃烧和活性炭吸附脱附技术优点：

1、起燃温度低,节省能源

   有机废气催化燃烧与直接燃烧相比,具有起燃温度低、能耗低的显著特点。在某些情况下,催化燃烧达到起燃温度后便无需外界供热。

2、适用范围广

   催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体。对于有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多成分、无回收价值的废气,采用吸附--催化燃烧法的处理效果更好。

3、处理效率高,无二次污染

   用催化燃烧法处理有机废气的净化率一般都在95%以上,最终产物为无害的CO2 和H2O (杂原子有机化合物还有其他燃烧产物),且由于燃烧温度低,能大量减少NOX 的生成,因此不会造成二次污染。但是其缺点是工艺条件要求严格，不允许废气中含有影响催化剂寿命和处理效率的尘粒和雾滴，也不允许有使催化剂中毒的物质，以防催化剂中毒，因此采用催化燃烧技术处理有机废气必须对废气作前处理。

中康环保系列活性炭吸附脱附催化燃烧处理一体化设备特点：

 (1)设备紧凑，可制成集活性炭吸附脱附和控制于一体，设备占地面积小； 

 (2)吸附净化效率达90%以上，催化净化效率达97%以上，净化效率高； 

 (3)催化剂使用我公司生产的专用催化剂，使用寿命长； 

 (4)脱附过程自动运行，设备操作简单，管理方便； 

 (5)该设备仅适用于间歇式产生有机废气的场合。 

 (6)采用薄层的活性炭纤维（ACF）作为吸附单元，吸附效率高，气流阻力小。 

 (7)再生速度快，再生能耗低。 

 (8)采用PLC全自动控制，无人值守运行。 

 (9)吸附器吸附循环周期快、安全高效.

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  本净化装置主要用于涂装、印刷、机电、家电、制鞋、塑料及各种化工车间里挥发或泄漏出的有害有机废气的净化及臭味的消除，***适用于较低浓度的、不宜采用直接燃烧或催化燃烧和吸附回收处理的有机废气，尤其对大风量的处理场合，均可获得满意的经济效益和社会效益。