催化燃燒設備中催化劑研討

 

高效催化燃燒催化劑是催化燃燒技能的要害中心，以塊狀載體作為骨架基體的催化劑稱為規(guī)整結構催化劑，也稱為全體式催化劑。因為具有***別孔道結構，這類催化劑改進了催化反應床層上的物質(zhì)傳遞，進步了催化功率，下降了壓力，削減了操作費用，在石油化工、精細化工等多相催化反應中得到越來越廣泛的使用。

 

1全體式催化劑

 

全體式催化劑***要由活性組分、助催化劑、渙散擔體和骨架基體四部分構成。全體式催化劑一起的骨架結構具有很多微觀尺度上的中空孔道，內(nèi)部的孔道滿是從一端到另一端直通，骨架基體起支撐體的效果，稱為榜***載體;渙散擔體通常以涂層的方式涂覆在骨架基體上，稱為***二載體，為了增***榜***載體的比外表積，削減活性組分的用量和使活性組分愈加均勻地散布在載體上，涂層材料一般具有高外表積，如Al2O3。骨架基體和渙散擔體一同構成了全體式催化劑的載體;活性組分是催化效果的根本性物質(zhì)，如Pt，Pd，Cu等;助催化劑是進步主催化劑活性、選擇性，改進催化劑耐熱性和壽數(shù)等的一種物質(zhì)組分，活性組分和助催化劑一起負載在載體上構成全體式催化劑。

 

1.1全體式催化劑與傳統(tǒng)粒狀催化劑的比較

 

全體式催化劑與粒狀催化劑比較，在傳熱、傳質(zhì)和壓降功用上有很******勢。(1)傳熱方面，全體式催化劑孔道多，孔壁較薄，平行孔道間沒有流體的徑向主體傳輸，能夠認為是徑向***熱，因為其外表積高，氣體向外表傳熱很快;而粒狀催化劑要加熱的質(zhì)量比較較很***，***終使催化劑著火的時間長。(2)傳質(zhì)方面，涂覆式的全體式催化劑能夠?qū)⒒钚越M分渙散在外表上，另一方面，因為它具有高幾許外表積，縮短了反應物到活性中心的分散旅程，與粒狀催化劑比較較，內(nèi)分散距離***約少1個數(shù)量級，并且全體式催化劑的轉(zhuǎn)化率與催化反應器形狀無關。(3)全體式催化劑一個很杰出的***性是壓力下降，顆粒恣意填充床中、氣流是湍流，而全體式催化劑的直通孔道削減了活動阻力，在相同空速和床層高度下，全體式催化劑的壓力降比粒狀催化劑顆粒床低2～3個數(shù)量級。別的全體式催化劑工業(yè)擴***相較于粒狀催化劑簡略。

 

1.2骨架基體載體的分類及其***色

 

依據(jù)不同的結構，骨架基體***要有蜂窩型、泡沫型和穿插活動型，其間蜂窩載體是研討***多、使用***廣泛的一種?，F(xiàn)在蜂窩載體按其原料***要能夠分為蜂窩陶瓷載體和金屬蜂窩載體。

 

1.2.1蜂窩陶瓷載體

 

載體材料***要有草青石、剛玉、TiO2等。蜂窩陶瓷載體是一種蜂窩狀的多孔陶瓷，常用標準有100cell/in2、200cell/in2、300cell/in2和400celt/in2。

 

1.2.2金屬蜂窩載體

 

金屬蜂窩載體是一種金屬蜂窩狀的新式功用復合材料，一般用的原料是不銹鋼或不銹鋼合金，常用標準有400cell/in2、500cell/in2和600cell/in2。金屬蜂窩載體具有多方面的***功用，使用在多方面范疇，現(xiàn)在為止，F(xiàn)e-Cr～Al等抗氧化性***的蜂窩狀合金基體已廣泛地使用于汽車尾氣凈化器上。

 

1.2.3其它載體

 

除了蜂窩陶瓷和金屬蜂窩載體，還有如碳(硅)纖維載體、金屬絲網(wǎng)和金屬泡沫冶金多孔材料等全體載體。

 

表1常用載體的性質(zhì)

 

2貴金屬全體式催化劑

 

貴金屬很早使用在催化燃燒范疇中，與非貴金屬比較，貴金屬催化劑顯示出更高的催化活性?，F(xiàn)在常用的貴金屬有Pd、Pd、Rh，在VOCs催化燃燒中使用***多的***要是Pd和Pt[10]。因為貴金屬自身易揮發(fā)、易高溫燒結和價格昂貴，常常經(jīng)過負載在高比外表的載體上以進步其渙散度，削減用量，并且這樣在必定程度上改進了貴金屬的穩(wěn)定性。