徐州催化燃燒設(shè)備 活性炭一用一備設(shè)備催化燃燒可以使燃料在較低的溫度下實(shí)現(xiàn)*燃燒,對(duì)改善燃燒過(guò)程、降低反應(yīng)溫度、促進(jìn)*燃燒、抑制有毒有害物質(zhì)的形成等方面具有極為重要的作用,是一個(gè)環(huán)境友好的過(guò)程,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)與日常生活的諸多方面。
經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展以及工業(yè)化的需求使得催化技術(shù),特別是催化燃燒技術(shù)日益成為一種*的工業(yè)技術(shù)手段,并隨著人們生活水平的提高與需求的增長(zhǎng),催化產(chǎn)業(yè)也將不斷地走入千家萬(wàn)戶(hù),走進(jìn)人們的生活。對(duì)催化燃燒的研究,最初是從發(fā)現(xiàn)鉑對(duì)甲烷燃燒的催化作用而開(kāi)始的。催化燃燒對(duì)于改善燃燒過(guò)程,降低反應(yīng)溫度,促進(jìn)*燃燒,抑制有毒有害物質(zhì)的形成等方面有著極為重要的作用,并已廣泛地應(yīng)用在了工業(yè)生產(chǎn)與日常生活的諸多方面。
我國(guó)古代以發(fā)酵的方法釀酒和制醋,成為人類(lèi)利用生物催化劑或催化劑的開(kāi)始。直到18世紀(jì),才出現(xiàn)了有關(guān)非生物催化的應(yīng)用與研究。1740年,英國(guó)醫(yī)生Ward,J.用硫磺和硝石(硝酸鉀)一起燃燒制硫酸;1746年,Roebuck,J.用鉛室代替玻璃容器,對(duì)Ward的方法進(jìn)行了改進(jìn),這是工業(yè)上采用CO催化劑的開(kāi)始;1806年,法國(guó)的Clement,N.和Des-ormes,C.B.闡明了在氧化氮作用下,SO2轉(zhuǎn)化成SO3的機(jī)理;1816年,英國(guó)著名化學(xué)家Davy,H.發(fā)現(xiàn)鉑能促進(jìn)甲烷和醇蒸汽在空氣中的氧化。
1836年,貝采尼烏斯(J.J.Berzelius)提出了“催化"和“催化劑"的概念,于是人們對(duì)催化現(xiàn)象的觀(guān)察和系統(tǒng)研究也于19世紀(jì)開(kāi)始了。1895年奧斯特瓦爾德(W.Ostwald)從理論上推斷出了“在可逆反應(yīng)中,催化劑僅能加速化學(xué)反應(yīng),而不能改變化學(xué)平衡"而獲得了1909年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。20世紀(jì)初,催化合成氨技術(shù)的工業(yè)化,使催化原理的研究出現(xiàn)了一個(gè)高峰,也可以說(shuō)是催化化學(xué)中的里程碑。
1913年哈伯(F.Haber)等人利用天然磁鐵礦,發(fā)明了雙促進(jìn)熔鐵氨合成催化劑,利用原料氣循環(huán)使用的流程,實(shí)現(xiàn)了合成氨的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。在此后的半個(gè)多世紀(jì),多相催化工業(yè)技術(shù)經(jīng)歷了40年代末至50年代初的石油煉制技術(shù)的大發(fā)展(如催化裂化、加氫裂解、催化重整和異構(gòu)化等);70年代至80年代,是石油化工的大發(fā)展階段(如新型擇形ZSM-5分子篩催化劑用于異構(gòu)化、歧化和芳烴烷基化過(guò)程等);特別是進(jìn)入90年代以后,出現(xiàn)了環(huán)境催化技術(shù)的大發(fā)展,例如催化消除氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、可揮發(fā)性有機(jī)組分(VOCs)的催化氧化。
汽油車(chē)排氣催化凈化性能的提高和柴油車(chē)排氣及黑煙微粒的催化消除,氯氟烴類(lèi)(CFCs)的催化分解和催化合成代用品,CO2的催化合成利用、催化傳感器、燃料電池以及臭氧在低層大氣中的催化消除等。因而,我們可以看到,催化技術(shù)在解決當(dāng)前國(guó)際上普遍關(guān)心的地球環(huán)境問(wèn)題將發(fā)揮著重要的作用,并且催化研究也將從最初的“以獲取有用物質(zhì)為目的的石油化工催化"的時(shí)期,而逐漸地轉(zhuǎn)向了“以消除有害物質(zhì)為目的的新的能源環(huán)保催化"時(shí)期。
徐州催化燃燒設(shè)備 活性炭一用一備設(shè)備
催化燃燒的實(shí)質(zhì)及其優(yōu)勢(shì)
催化燃燒是典型的氣—固相催化反應(yīng),它借助催化劑降低了反應(yīng)的活化能,使其在較低的起燃溫度200~ 300℃下進(jìn)行無(wú)焰燃燒,有機(jī)物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面,同時(shí)產(chǎn)生CO2和H2O,并放出大量的熱量,因其氧化反應(yīng)溫度低,所以大大地抑制了空氣中的N2形成高溫NOx。而且由于催化劑有選擇性催化作用,有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化過(guò)程,使其多數(shù)形成分子氮(N2)。
與傳統(tǒng)的火焰燃燒相比,催化燃燒有著很大的優(yōu)勢(shì):
(1)起燃溫度低,能耗少,燃燒易達(dá)穩(wěn)定,甚至到起燃溫度后無(wú)需外界傳熱就能完成氧化反應(yīng)。
(2)凈化效率高,污染物(如NOx及不*燃燒產(chǎn)物等)的排放水平較低。
(3)適應(yīng)氧濃度范圍大,噪音小,無(wú)二次污染,且燃燒緩和,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低,操作管理也很方便。
催化劑的類(lèi)型及性能要求
國(guó)內(nèi)外主要研究的催化劑基本上有兩大類(lèi):一類(lèi)為貴金屬催化劑,這類(lèi)催化劑的活性和穩(wěn)定性好,技術(shù)較為成熟,但由于貴金屬價(jià)格高,資源短缺,所以,未能將其產(chǎn)業(yè)化;另一類(lèi)為非金屬催化劑,主要集中在過(guò)渡金屬氧化物催化劑、復(fù)氧化物催化劑(鈣鈦型復(fù)氧化物和尖晶石型復(fù)氧化物)的研究方面。尋找來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、性能相當(dāng)?shù)姆琴F金屬催化劑,以替代傳統(tǒng)的貴金屬催化劑用于催化燃燒過(guò)程已成為了研究的一個(gè)重要方向。
催化燃燒對(duì)催化劑的基本要求是:既能抑制燒結(jié)、保持活性物質(zhì)具有較大的比表面積及良好的熱穩(wěn)定性,又要具有一定的活性,可起到催化劑活性組分或助催化劑的作用。這在某種程度上是互相矛盾的,因?yàn)檠芯恳呀?jīng)證明氧化物的活性和熱穩(wěn)定性成反比。同時(shí),需有高的機(jī)械強(qiáng)度以及對(duì)燃料中所含毒素有高的耐腐蝕性。