vocs催化剂能否应用于实际生产过程,还需要考虑催化剂是否对空速和反应物浓度等因素具有较强的适应性。一起来看看在不同空速下MnO2/Co304/董青石整体催化剂对邻二甲苯转化率的变化。在空速分别为 5000、10000、15000 和 20000 h-1,邻二甲苯浓度为 1000 ppm 下,邻二甲苯转化率达到 10%、50%和 90%的温度。采用的催化剂为最佳制备条件:硝酸钻与尿素摩尔比为 1: 2.5,水热反应温度为 160℃。
在空速为 5000h-1和 10000 h-1时,邻二甲苯的 T10、T5和 T10温度几乎相同,说明在此空速范围内,MnO2/Co3O4/青石整体催化剂对邻二甲苯具有优良的催化性能。
当空速增加到 15000h-1时,邻二甲苯的 T90为350℃,比空速为 10000 h-1提高了 60°C,可见空速过大,不利于催化反应进行,邻二甲苯转化率明显降低。
空速对催化效率影响体现在两个方面。一方面,空速增加,邻二甲苯气体在催化剂表面停留时间减小,邻二甲苯还未充分反应就被带离反应器,催化反应无法充分进行,催化性能降低。
另一方面,当空速增加,单位时间进入反应器中的邻二甲苯气体增多,催化反应放出的热量增加,促进催化反应进行,催化性能有一定的提高。在二者的共同作用下,催化活性受接触时间的影响更大,导致当空速增加,催化活性总体呈现下降的趋势。
MnO2/Co304/青石整体催化剂分别在浓度为500 ppm、750ppm、1000 ppm、1250 ppm、1500 ppm 下,空速为10000 h-1 时降解邻二甲的 T10、T50、T90的变化情况。
采用的催化剂为最佳制备条件制备的催化剂:硝酸钻与尿素摩尔比为 1:2.5,水热反应温度为 160℃。浓度在 500-1000 ppm 时,邻二甲苯的 T50 和 T90 只是略微的增加,可见在此浓度范围内,催化剂对邻二甲苯具有良好的催化活性。
在此浓度范围内,浓度增加,邻二甲苯分子数增加,催化活性会降低,但是由于反应为放热反应,催化反应放出的热量有利于催化反应的进行,两者之间的共同作用,导致在浓度为 500-1000 ppm 的范围内,反应物浓度对催化性能的影响并不明显。然而,当浓度过大时,单位时间进入反应器的邻二甲苯增加,邻二甲苯催化燃烧不充分,催化活性明显下降。