催化燃燒實(shí)質(zhì)及催化劑要求

催化燃燒的實(shí)質(zhì)及其優(yōu)勢(shì)

催化燃燒是典型的氣-固相催化反應(yīng),，它借助催化劑降低了反應(yīng)的活化能,，使其在較低的起燃溫度200~ 300℃下進(jìn)行無(wú)焰燃燒，有機(jī)物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面,，同時(shí)產(chǎn)生CO2和H2O,，并放出大量的熱量，因其氧化反應(yīng)溫度低,，所以大大地抑制了空氣中的N2形成高溫NOx。而且由于催化劑有選擇性催化作用,，有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化過(guò)程,，使其多數(shù)形成分子氮(N2)。

與傳統(tǒng)的火焰燃燒相比,催化燃燒有著很大的優(yōu)勢(shì):

(1)起燃溫度低,，能耗少,，燃燒易達(dá)穩(wěn)定，甚至到起燃溫度后無(wú)需外界傳熱就能完成氧化反應(yīng),。

(2)凈化效率高,，污染物(如NOx及不燃燒產(chǎn)物等)的排放水平較低。

(3)適應(yīng)氧濃度范圍大,，噪音小,，次污染，且燃燒緩和,，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低,，操作管理也很方便,。

催化劑的類型及性能要求

目前國(guó)內(nèi)外主要研究的催化劑基本上有兩大類:一類為貴金屬催化劑,，這類催化劑的活性和穩(wěn)定性好,，技術(shù)較為成熟，但由于貴金屬價(jià)格高,，資源短缺，所以,，未能將其產(chǎn)業(yè)化;另一類為非金屬催化劑,，主要集中在過(guò)渡金屬氧化物催化劑、復(fù)氧化物催化劑(鈣鈦型復(fù)氧化物和尖晶石型復(fù)氧化物)的研究方面,。目前,，尋找來(lái)源豐富、價(jià)格低廉,、性能相當(dāng)?shù)姆琴F金屬催化劑,，以替代傳統(tǒng)的貴金屬催化劑用于催化燃燒過(guò)程已成為了研究的一個(gè)重要方向,。

催化燃燒對(duì)催化劑的基本要求是:既能抑制燒結(jié)、保持活性物質(zhì)具有較大的比表面積及良好的熱穩(wěn)定性,，又要具有一定的活性,，可起到催化劑活性組分或助催化劑的作用。這在某種程度上是互相矛盾的,，因?yàn)檠芯恳呀?jīng)證明氧化物的活性和熱穩(wěn)定性成反比,。同時(shí)，需有高的機(jī)械強(qiáng)度以及對(duì)燃料中所含毒素有高的耐腐蝕性,。

催化燃燒技術(shù)應(yīng)用

制作催化燃燒式氣體傳感器

催化燃燒氣體傳感器是一種用于檢測(cè)因催化劑接觸燃燒作用而產(chǎn)生的燃燒熱的一種氣體傳感器,。當(dāng)可燃?xì)怏w一旦與預(yù)先加熱了的傳感器相接觸，在傳感器表面就發(fā)生了催化燃燒現(xiàn)象,，使傳感器溫度上升,，這種溫度變化可通過(guò)白金線圈的電阻變化進(jìn)行檢測(cè)。該設(shè)備可用于監(jiān)測(cè)工業(yè)燃燒爐的燃燒及控制情況,，檢測(cè)汽車尾氣中未燃燒物的含量,，用于環(huán)境監(jiān)測(cè)及可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警，礦井,、車船,、倉(cāng)庫(kù)等可燃?xì)怏w危險(xiǎn)品的檢測(cè)以及用于催化動(dòng)力學(xué)的研究等方面。

水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用

在水泥工業(yè)中,，水泥熟料的煅燒是通過(guò)煤的燃燒來(lái)實(shí)現(xiàn)的,，煤的燃燒狀況直接影響到水泥熟料的燃燒效果。煤在催化劑作用下,，加速氧化物放氧,，使煤炭迅速燃燒，提高燃燒的強(qiáng)度,。給水泥煅燒提供了足夠熱能,，同時(shí)也提高了水泥煅燒熱動(dòng)力，加速熱傳遞,，促進(jìn)質(zhì)點(diǎn),、固相、氣相,、液相反應(yīng),，提高了物質(zhì)擴(kuò)散速度和相間反應(yīng)速度。目前已有研究表明,，"CHCT"催化劑在水泥熟料煅燒過(guò)程中通過(guò)對(duì)煤炭的催化燃燒可有效促進(jìn)固相反應(yīng),、液相反應(yīng)以及熟料急冷。另有實(shí)驗(yàn)表明,，MnO2的催化效果也較好,其**添加量為8%~ 16%,，且對(duì)水泥熟料的性能不會(huì)產(chǎn)生影響,。