1.歷史和現(xiàn)狀

1949年，美國(guó)催化燃燒公司(環(huán)球油品公司大氣凈化部)研制成第一套催化燃燒系統(tǒng)并安裝于某化工廠，用純鉑及鈀作催化劑，燃燒爆炸下限以下的低濃度可燃揮發(fā)性有機(jī)廢氣1953年以后，則把鉑或鈀或其他貴金屬載于耐熱、導(dǎo)電的金屬表面上做成催化劑，用于有機(jī)廢氣的催化燃燒。特別是20世紀(jì)70年代，節(jié)約能源的要求日益迫切，促使有機(jī)廢氣處理催化燃燒裝置不僅在西歐，繼而在日本、俄羅斯和東歐以及中國(guó)也迅速發(fā)展起來(lái)。

我國(guó)自20世紀(jì)70年代以來(lái)，先后在漆包線和絕緣材料行業(yè)曾試用純鉑網(wǎng)(80目)、鍍鉑網(wǎng)(80目不銹鋼絲上鍍0.3％銷)、鍍鈀網(wǎng)(80目)、鍍鈀帶(0.2mm×4mm不銹鋼條上鍍0.3％～0.5％鈀)、陶瓷蜂窩催化劑等，應(yīng)用于漆包機(jī)和上膠涂布機(jī)廢氣的催化燃燒。同時(shí)出現(xiàn)了研制用于催化燃燒法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物催化劑的熱潮。如天津市漆包線廠研制的蓬體球形鈀/鎳金屬催化劑，除本廠使用外已推廣到制苯廠、絕緣材料廠等行業(yè);成都工學(xué)院(四川大學(xué))等單位研制的多孔陶瓷鈀催化劑，也正試用于漆包機(jī)廢氣、苯蒸氣、石蠟氧化尾氣的處理;昆明貴金屬研究所和北京工業(yè)大學(xué)研制處理汽車尾氣用的多孔陶瓷催化劑;上海內(nèi)燃機(jī)研究所、北京大學(xué)等單位，也在研制內(nèi)燃機(jī)尾氣處理用的催化劑;北京向陽(yáng)化工廠篩選了催化燃燒法處理異丙苯氧化尾氣的催化劑;上海中國(guó)電工廠試制了5328銅/三氧化鋁催化劑用于生產(chǎn)漆包線所產(chǎn)生的廢氣處理;哈爾濱電線廠選用了撫順石油三廠產(chǎn)的1226鉑催化劑來(lái)處理上述問(wèn)題。迄今，我國(guó)國(guó)內(nèi)已經(jīng)有幾十家專門(mén)生產(chǎn)有機(jī)廢氣催化燃燒用的專業(yè)催化劑工廠，在催化燃燒技術(shù)與催化劑開(kāi)發(fā)方面都取得了很大的進(jìn)展。

至今，貴金屬燃燒催化劑，在世界各國(guó)仍然廣泛地應(yīng)用，原因是其活性和壽命均優(yōu)于其類烈的催化劑。貴金屬中作為活性金屬的有鈀、鉑、、銠、銥等，最廣泛使用過(guò)的是鉑天鈀合金，而優(yōu)先使用的是把，因?yàn)榘咽倾K族金屬中最便宜的。
2.催化燃的優(yōu)點(diǎn)
催化燃燒反應(yīng)溫度低，燃料消耗少，裝置簡(jiǎn)小，操作安全，建設(shè)費(fèi)及成本都低，并且不產(chǎn)生氫氧化物。如果把催化燃燒法與直接(熱力)燃燒法進(jìn)行對(duì)比(見(jiàn)表8-5)，則可明顯地看出催化燃燒法的優(yōu)點(diǎn)。
表8-5催化燃燒和直接(熱力)燃燒對(duì)比表直接(熱力)燃燒法

3.催化燃反應(yīng)過(guò)程
催化燃燒是典型的氣固相催化反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒過(guò)程中，催化劑表面先通過(guò)吸附，使反應(yīng)物分子富集于表面，進(jìn)而進(jìn)行催化反應(yīng)。由于催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能，因此可使有機(jī)廢氣在較低溫度下發(fā)生無(wú)焰燃燒，分解為CO2和H2O，同時(shí)放出大量的熱，從而使廢氣中的有害物質(zhì)得以清除。其反應(yīng)過(guò)程為:
CnHm+(n+m/4）O?  →  nCO? ↑+ m/2H?O↑ +熱量

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