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催化燃烧中贵金属催化剂的技术分析

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催化燃烧中贵金属催化剂的技术分析

发布日期:2018-12-08 作者: 点击:

催化燃烧中贵金属催化剂的技术分析

对于气流在催化剂中的相关状态和要求,对催化剂设计和改造上还需要考虑以下重要的环节。

1)处理废气量应减少。废气量增大,若要达到规定去除率,在催化剂去除能力不变的情况下,需要增加催化剂的用量,但目前市场来看,效果较好的催化燃烧催化剂单价(元/m3)均在十几万元,会增加设备的成本。在实际操作中,可以先对废气的VOCs进行浓缩预处理(浓缩操作需要低于爆炸极限),再通过脱附操作将VOCs 脱附出来(脱附浓度也需要低于爆炸极限),以降低装置的使用投资成本和操作。

2)在催化剂用量计算上,需要综合考虑到催化剂的类型、VOCs的组成、反应温度等因素,不能只参照某一因素考虑。

3)催化剂选择应严谨。比如催化剂对含卤素气体要求较高,需优先对该种废气进行预处理,然而这样会大大增加处理成本,因此要在工艺优化、成本综合计算之后才能确定催化剂。对于可能会导致催化剂中毒的物质,需要对中毒物质进行预先去除。

4)催化剂使用过程中,需要保持表面洁净,即定期对催化剂进行清洗工作。可以采用压缩空气、过热蒸汽、洗涤剂等方式进行清洗。对于废气中含有少量的有机颗粒,在低于设计温度下运行操作时,不完全燃烧易导致催化剂表面结碳,堵塞催化剂活性位,降低了催化剂使用效率,此时通入高温蒸汽可以通过重整反应,去除积碳,可以还原催化剂的活性。

5)在催化剂材质上,最好选用导热性能高的材料,比如整体式催化剂采用铝金属基(如图2 所示),由于铝金属材料本身导热性能高,加热后的气体经过金属催化剂床层,催化剂活性组分可以迅速被起燃,催化效率很高。经测试,在装置实际调试运行期间,催化剂被起燃的时间可以缩短50%~60%(与堇青石整体式蜂窝催化剂进行对比),另外金属材质蓄热能力低,这样催化剂出口气体的温度会得到一定的提升,在一定的程度上热量可以得到更好的回收利用。

6)催化剂的装填也会对气体的流动分布和催化剂床层温度分布产生影响。在装填中需要考虑到催化剂的密实性,装填中要求均匀装填,紧密一致,无空隙,催化剂床层边壁保温。在整体式催化剂层与层间以及催化剂床层边缘处可以适当的添入多孔耐高温绵,既可以避免由于层间孔道的错位、边缘空隙导致的气流上的不均匀性和壁效应导致的气体沟流、短流等现象,同时边壁添入耐高温绵之后会对设备起到一定的保温效果。另外整体催化剂装填前需要检测,检测结果上需要符合相关检测标准。

蜂窝孔道截面形状、孔径、孔密度等参数的设计也很重要,这关系到气阻,气流均布性、气体的停留时间、转化效率等重要参数。孔径选择越小,气阻越大,停留时间越短,转化效率较低,但废气处理量大。

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关键词:催化燃烧,RCO,贵金属催化剂技术

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