VOCs催化凈化（燃燒）貴金屬催化劑

關(guān)鍵詞:VOCs催化凈化 有機(jī)廢氣 貴金屬催化劑

一、貴金屬含量與催化劑性能

在貴金屬催化劑中，貴金屬是構(gòu)成催化劑成本的主要因素，貴金屬含量的高低直接決定了催化劑的成本。也就是說，*金屬含量的直接后果是昂貴的催化劑。貴金屬催化劑除了環(huán)保上的應(yīng)用，在石油化工、制藥、精細(xì)化學(xué)品合成等領(lǐng)域也廣泛使用。

貴金屬含量是影響催化劑性能的主要因素之一，但并非*的。催化劑性能，除了貴金屬含量，還與催化劑的制備工藝、助催化劑的使用、多元貴金屬（Pt-Pd、Pt-Pd-Rh、Pt-Pd-Ru等）的組合等有關(guān)。只有通過不斷探索研究，才能獲得高性能催化劑配方和制備工藝，實(shí)現(xiàn)降低貴金屬含量，提高催化劑活性、抗中毒性和使用壽命的目標(biāo)。由于影響催化劑性能的因素非常復(fù)雜，如活性組分（貴金屬）的分布、貴金屬的價態(tài)、活性組分與助催化劑之間的電子轉(zhuǎn)移、貴金屬的粒子尺寸------，因此研發(fā)一個高性能催化劑需要長期的努力。

講一個簡單的例子，如果貴金屬保持相同，通過不同的制備方法可以獲得貴金屬分布不同的催化劑。比如，球形催化劑有蛋殼型（貴金屬在催化劑表面）；蛋白型（貴金屬在中間）；蛋黃型（貴金屬在最里面）；還有貴金屬平均分布的催化劑。這四種形式的催化劑雖然貴金屬含量相同，但是催化劑的性能有天壤之別。此外，對于蛋殼型催化劑的蛋殼的厚薄，也影響著催化劑活性和穩(wěn)定性。這個例子說明了貴金屬含量不是*的決定因素。在選擇催化劑時應(yīng)該綜合考慮。

二、復(fù)雜的VOCs組成對催化劑的要求

VOCs的種類繁多，大致可以分為：烴類（主要是烷烴和烯烴）、芳烴（苯、甲苯、二甲苯等）、酯（乙酸乙酯、鄰苯二甲酸二乙酯等）、酮（丙酮、甲乙酮等）、醇、酸、含氮有機(jī)物、含氯有機(jī)物、含硫有機(jī)物。企業(yè)排放的VOCs與企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)有關(guān)，排放的VOCs的成分差別很大。即使同一行業(yè)，印鐵制罐行業(yè)排放的VOCs種類也不一樣。比如，Pd催化劑對甲苯的催化效果很好，然而對苯的效果比較差；而非貴金屬催化劑對乙酸乙酯效果比較好。由于VOCs的復(fù)雜性，同一個催化劑對不同有機(jī)廢氣的處理效果也不一樣，因此，需要科學(xué)分析，選擇*的催化劑，應(yīng)對復(fù)雜的體系。

三、催化劑使用壽命問題

一般來說，VOCs催化劑使用壽命在2年左右，使用壽命取決于催化劑性能和使用環(huán)境，及其使用規(guī)范性，也與催化劑的制備工藝、貴金屬含量、貴金屬種類、助催化劑有關(guān)。因此針對復(fù)雜的VOCs，合理選擇催化劑，及其處理工藝，是發(fā)揮催化劑性能和提高使用壽命的*途徑。下面是催化劑的使用手冊。

四、有機(jī)廢氣凈化催化劑使用手冊

催化劑使用量的確定

考慮到工業(yè)有機(jī)廢物成分復(fù)雜、經(jīng)常含有高沸點(diǎn)的有機(jī)物（或高聚物），為了滿足VOCs的深度凈化（深度脫臭），保證催化劑的長期使用，催化劑建議使用空速為10000-20000h^-1（如空速10000h^-1，10000m³/h風(fēng)量應(yīng)填裝1立方米催化劑；如空速20000h^-1，10000m³/h風(fēng)量應(yīng)填裝0.5立方米催化劑）。如果催化劑裝量過少，將影響有機(jī)廢氣處理效果。

五、催化劑使用注意事項:

1.催化床中催化劑的填裝要緊密、以免產(chǎn)生氣體短路，導(dǎo)致凈化效率的下降。

2.進(jìn)入催化劑床層的有機(jī)廢氣的氣體分布和溫度分布要均勻。進(jìn)入催化劑床層的有機(jī)廢氣的濃度應(yīng)在爆炸極限的安全范圍之內(nèi)。

3.進(jìn)入催化劑的有機(jī)廢氣中氧氣含量應(yīng)大于10%。

4.環(huán)保設(shè)備每次開機(jī)前，應(yīng)將催化劑床預(yù)熱至300-350℃，方可進(jìn)入有機(jī)廢氣。為保證催化劑長期使用，貴金屬催化劑的通常使用溫度為320-450℃，短時間*不超過850℃；稀土非貴金屬催化劑的通常使用溫度3350-400℃；短時間*不超過550℃。

5.環(huán)保設(shè)備正常工作時，催化后的溫度應(yīng)該高于催化劑前的溫度，溫度差與有機(jī)物的濃度成正比。

6.應(yīng)避免通入含有樹脂、高沸點(diǎn)聚合物、*，及含硫、含氟有機(jī)物等容易造成催化劑中毒的物質(zhì)。

7.催化劑對丁烷等低沸點(diǎn)的烷烴、石腦油溶劑、二氯甲烷效果較差，因此在選擇催化燃燒時應(yīng)預(yù)先了解廢氣成分，或預(yù)先將涂料送給我方測試。

8.環(huán)保設(shè)備使用時，應(yīng)該做好各項參數(shù)的記錄工作。 

  維護(hù)措施：低溫“悶死”：正常運(yùn)行前，催化床需先在新鮮風(fēng)中預(yù)熱至反應(yīng)溫度，方可通入有機(jī)物廢氣；含硫等毒性物質(zhì)存在：通過前處理手段除掉此類物質(zhì)或者選用有相應(yīng)抗性的催化劑；灰塵、積炭、高沸粘性物：做好除塵等前處理；超溫：當(dāng)催化床溫度超過600℃時系統(tǒng)停止運(yùn)行或者采用新風(fēng)稀釋、冷卻降溫。

 六、有機(jī)廢氣催化劑應(yīng)用行業(yè)領(lǐng)域：

①石化行業(yè)（較之其他行業(yè)，廢氣成分較純，更易凈化處理）

  石化行業(yè)尾氣排放系統(tǒng)通常含有有機(jī)廢氣，風(fēng)量一般很大，為2萬m³/h --20萬m³/h，屬于低濃度、無回收價值的廢氣，通常采用催化燃燒工藝處理。

②噴漆行業(yè)

  噴漆行業(yè)比較典型的是集裝箱、汽車生產(chǎn)線等的涂裝工序，會產(chǎn)生大量含油漆稀料成分的復(fù)雜有機(jī)廢氣，為了滿足噴漆技術(shù)及人員健康需求，風(fēng)量通常很大，可高達(dá)20萬m³/h，濃度通常為200～1000 mg/m³，屬于低濃度、無回收價值的廢氣，業(yè)界通常采用吸附濃縮－催化燃燒工藝處理。

③涂覆行業(yè)

  涂覆行業(yè)比較典型的是反光膜、磁帶、彩鋼瓦等涂覆工業(yè)，涂覆材料中含有大量有機(jī)溶劑如苯、甲苯、乙酸乙酯、甲醛、丙酮等揮發(fā)形成高濃度復(fù)雜有機(jī)廢氣，廢氣多產(chǎn)生于高溫烘道中，主要特點(diǎn)是溫度高、濃度高、成分復(fù)雜。主要風(fēng)量多為1000m³/h到30000m³/h；濃度2000 mg/m³到8000 mg/m³；溫度40℃到150℃。

④其他燃?xì)?、燃油、焚燒、烤爐行業(yè)

  燃燒、燒烤等行業(yè)由于燃燒不充分，所以存在有機(jī)廢氣及一氧化碳等有害氣體，該行業(yè)由于尾氣溫度較高（一般在200℃以上），故更易處理。

⑤環(huán)保設(shè)備制造行業(yè)

 有機(jī)廢氣VOCs凈化催化劑作為設(shè)備的核心部件是各環(huán)保設(shè)備重點(diǎn)采購的對象。

七、有機(jī)物的起燃溫度（T_10%）和完全轉(zhuǎn)化溫度（T_90%）及相應(yīng)的濃度。