催化氧化技术作为VOCs废气处理工艺之一,因其处理效率高、燃烧温度低(一般低于350℃),不会产生NOx等二次污染物、安全节能等特点,在VOCs治理领域发展前景较好。其中,VOCs催化剂作为催化氧化系统的关键技术环节,借助VOCs催化剂,VOCs可以在较低的起燃温度下无焰燃烧并且在释放大量热量,同时氧化分解成CO2和H2O,因此其前期选择和后续高效使用显得尤为重要。
VOCs催化剂的三个优势
1.具有高活性,高活性就是高转化率,也就是在相同转化率时反应温度越低越好;
2.具有高选择性,催化反应时由于存在多种产物,此时目标产物的选择性越高越好,选择性达到100%最理想;
3.具有高稳定性或耐久性,可以持续运行而性能不受影响,也就是常说的VOCs催化剂寿命。
VOCs催化剂中常见的贵金属催化剂
含金催化剂
金催化剂可通过沉积沉淀法、化学蒸汽沉积和阳离子吸附的方法制备。金沉积在金属氧化物载体上后,形成金络合物和纳米颗粒对于氧化反应表现出了较高的活性,影响金催化活性的因素主要包括:载体的特性,金的负载量、制备方法等。
含钯催化剂
与其他贵金属催化剂相比,钯催化剂具有更高的热稳定性。关于是金属态还是氧化态是催化剂活性的主要贡献者存在争论。通常多孔载体由于其Pd稳定性,能够提高催化剂的稳定性。弱酸性载体催化剂活性最高。钯基催化剂在氧化苯、甲苯、二甲苯和甲烷方面比其他贵金属催化剂和混合金属催化剂活性高。
含铂催化剂
由于其高活性和高稳定性,铂催化剂在VOCs催化剂氧化方面应用广泛。金属氧化物和活性炭是铂催化剂的主要载体。工业应用受高成本和易中毒的特点受到一定限制,尤其是处理氯化物。在高湿度的环境下,铂催化剂容易由于水的吸附而失活。
VOCs催化剂使用注意事项
1.催化床中VOCs催化剂的填充要紧密,以避免气体短路,导致净化效率降低。
2.进入VOCs催化剂床层的有机废气应该在气体分布和温度分布上保持均匀。有机废气的浓度应在安全范围内,避免达到爆炸极限。
3.进入VOCs催化剂的有机废气中氧气含量应大于5%。
4.在催化氧化治理设施启动之前,应将VOCs催化剂床预热至300-350℃,然后再导入有机废气。为了确保催化剂的长期使用,贵金属催化剂通常在320-450℃的温度范围内使用,短时间最高不超过850℃;稀土非贵金属催化剂通常在350-400℃以上的温度范围内使用,短时间最高不超过550℃。
5.催化氧化治理设施正常运行时,VOCs催化剂后的温度应高于催化剂前的温度,温度差与有机物浓度正相关。
6.避免通入含树脂、高沸点聚合物、重金属以及含硫、含氟有机物等易导致VOCs催化剂中毒的物质。
7.催化剂对丁烷等低沸点的烷烃、石脑油溶剂和二氯甲烷的效果较差,因此在选择催化燃烧时应预先了解废气成分。
8.在使用催化氧化治理设施时,应记录各项参数的情况。