催化燃燒設備所用催化劑失活與防治

催化燃燒設備所用催化劑失活      

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合金化的速度要慢得多。（2）抑制催化反應。鹵素和硫的化合物易與活性中心結合，但這種結合是比較松弛、可逆的、暫時性的。當廢氣中的這類物質被去除后，催化劑活性可以恢復。（3）沉積覆蓋活性中心。不飽和化合物的存在導致碳沉積，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，可以采取下列相應的措施：按操作規程，正確控制反應條件；當催化劑表面結碳時，通過吹入新鮮空氣，提高燃燒溫度，燒去表面結碳；將廢氣進行預處理，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      

當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是經過表面氧化還原作用循環實現的。這一機理是由Mars-Van Krevelen提出，反應機理如下：  式中，Ri—碳氫化合物物種i。相應反應動力學模型方程式可表達為： 式中，ki、koi—分別碳氫化合物物種i及氧的反應速度常數， 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。  實驗表明碳氫氧化反應速度對碳氫的反應級數位于0和1之間。