催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法,。所以,，催化燃燒又稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程,，大多數(shù)碳?xì)浠衔镌?00~450℃的溫度時(shí)，通過催化劑就可以氧化,。
與熱力燃燒法相比,，催化燃燒所需的輔助燃料少，能量消耗低,，設(shè)備設(shè)施的體積小,。但是，由于使用的催化劑的中毒,、催化床層的更換和清潔費(fèi)用高等問題,，影響了這種方法在工業(yè)生產(chǎn)過程中的推廣和應(yīng)用。
中文名
催化燃燒
外文名
catalytic combustion
別稱
催化化學(xué)轉(zhuǎn)化
催化燃燒裝置
由熱交換器,、燃燒室等組成
催化劑構(gòu)成
催化活性材料和催化載體
快速
導(dǎo)航
催化劑催化燃燒應(yīng)用
催化燃燒過程
在化學(xué)反應(yīng)過程中,，利用催化劑降低燃燒溫度，加速有毒有害氣體氧化的方法,，叫做催化燃燒法,。由于催化劑的載體是由多孔材料制作的，具有較大的比表面積和合適的孔徑,，當(dāng)加熱到300~450℃的有機(jī)氣體通過催化層時(shí),，氧和有機(jī)氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有機(jī)氣體接觸碰撞的機(jī)會(huì),，提高了活性,，使有機(jī)氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而生成CO2和H2O，同時(shí)產(chǎn)生熱量,，從而使得有機(jī)氣體變成無毒無害氣體,。
催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室,、催化反應(yīng)器,、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成，如右圖所示,。其凈化原理是：未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前,，先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室，在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度,，氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行,，凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量，再由煙囪排入大氣,。
催化燃燒裝置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面問題：
1,、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻,，并**火焰不直接接觸催化劑表面,，燃燒室必需具有足夠的長度和空間,。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料,，或用雙層夾墻結(jié)構(gòu),。
2、便于清洗和更換,。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu),，便于清洗和更換催化劑載體。
3,、輔助燃料和助燃,。催化燃燒一般采用天然氣作輔助燃料,，也可用燃料油,、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體,，如果凈化后的氣體不能作為助燃,，則應(yīng)引入空氣助燃。
4,、較高的轉(zhuǎn)化速度,。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng)，所以,，無論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段,，都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行，以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度,。但操作溫度往往受某些條件的限制,，如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得,，熱能的供應(yīng),，以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇,。
催化劑
材料和載體
催化劑是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度,，而在反應(yīng)前后其本身的化學(xué)性質(zhì)沒有改變的物質(zhì)。催化劑通常是由催化活性材料和催化載體構(gòu)成,。催化活性材料一般是金屬或金屬氧化物,。其中貴重金屬催化劑主要有鉑、鈀和釕等,，普通金屬催化劑主要有銅,、鉻、鎳,、釩,、錳、鐵、鈷等金屬及氧化物,。催化載體是多孔材料,，主要作用是使活性材料具有大的體表面積。催化載體分為金屬載體,、陶瓷載體和炭纖維載體,。金屬載體一般是以鎳或鎳鉻合金為載體做成的帶、片,、丸,、絲等形狀，通過 “電鍍”或 “化學(xué)鍍”（即溶液浸漬）將鉑,、鈀鍍在這些載體上,，并制成便于裝配、拆卸的模屜,。以陶瓷為載體的催化劑,，一般是以硅—鋁氧化物為載體，其結(jié)構(gòu)有片粒狀和蜂窩狀兩種,。一般在陶瓷結(jié)構(gòu)上涂敷一層僅0.13mm厚的α-氧化鋁薄層,，把活性的鉑、鈀等金屬催化劑以微晶狀態(tài)沉積或分散在多孔的氧化鋁薄層中,，并制成便于裝配,、拆卸的模屜。炭纖維載體可制作成線狀,、氈狀,、網(wǎng)狀等形狀，在載體上涂敷催化活性材料,，制成便于裝配,、拆卸的模屜。[1]
性能要求
催化劑是催化燃燒法的核心,，一種好的催化劑必須具備催化活性高,、熱穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高,、壽命長等特性,。
1、活性高,。催化劑的活性好壞直接影響催化燃燒的化學(xué)轉(zhuǎn)化率,。而轉(zhuǎn)化率不僅與催化活性材料自身的活性有關(guān)，而且與催化載體的物理形狀有著直接關(guān)系,。所以,，在選擇適應(yīng)的催化活性材料的同時(shí),，還必須考慮催化載體的物理形狀，**催化劑有較高的活性,，達(dá)到催化燃燒凈化的目的,。
2、熱穩(wěn)定性好,。由于廢氣的溫度隨時(shí)變化,，如果催化劑不能適應(yīng)一定范圍內(nèi)的溫度變化，催化劑的性能就會(huì)下降,，凈化效率就會(huì)降低,。因此，催化劑必須具備適應(yīng)一定范圍內(nèi)的溫度變化,。
3,、強(qiáng)度高。在催化燃燒過程中,，催化劑往往會(huì)因高溫,、振動(dòng)和氣流等因素的作用,，使催化劑產(chǎn)生破裂和磨損,，破裂和磨損會(huì)造成催化劑的活性降低，增加催化劑床層的壓降,，影響凈化效果,。
4、壽命長,。催化活性材料大都比較昂貴,，所以，設(shè)計(jì)時(shí)選用催化劑時(shí)應(yīng)盡量使用壽命較長的催化劑,。
催化燃燒應(yīng)用
催化燃燒適用于含有可燃?xì)怏w,、蒸氣等有毒有害氣體的凈化，但對(duì)于含有大量塵粒,、霧滴等有毒有害氣體,，容易引起催化床層的堵塞，使催化活性下降,，從而降低凈化效率,。催化燃燒凈化方法，幾乎適用于所有排放烴類或有臭味化合物的工業(yè)生產(chǎn)過程,。