Technologia spalania katalitycznego

Technologia spalania katalitycznego

1 Zaplecze techniczne

Rozwój gospodarczy i społeczny oraz zapotrzebowanie na industrializację sprawiają, że technologia katalityczna, zwłaszcza technologia spalania katalitycznego, w coraz większym stopniu staje się niezbędnym środkiem technologii przemysłowej, a wraz z poprawą standardów życia ludzi i wzrostem popytu, przemysł katalityczny będzie w dalszym ciągu wchodzić do tysięcy gospodarstwa domowe, w życie ludzi. Badania spalania katalitycznego rozpoczęły się od odkrycia katalitycznego wpływu platyny na spalanie metanu. Spalanie katalityczne odgrywa bardzo ważną rolę w usprawnianiu procesu spalania, obniżaniu temperatury reakcji, promowaniu całkowitego spalania oraz hamowaniu tworzenia się toksycznych i szkodliwych substancji i jest szeroko stosowane w wielu aspektach produkcji przemysłowej i życia codziennego.

2.Istota i zalety spalania katalitycznego

Spalanie katalityczne jest typową reakcją katalityczną w fazie gaz-ciało stałe, zmniejsza energię aktywacji reakcji za pomocą katalizatora, dzięki czemu jest to spalanie bezpłomieniowe w niskiej temperaturze zapłonu wynoszącej 200 ~ 300℃. Utlenianie materii organicznej zachodzi na powierzchni stałego katalizatora, wytwarzając CO2 i H2O oraz uwalniając dużo ciepła ze względu na niską temperaturę reakcji utleniania. Dlatego też N2 w powietrzu jest w znacznym stopniu hamowany i nie tworzy się NOx o wysokiej temperaturze. Ponadto, dzięki selektywnej katalizie katalizatora, możliwe jest ograniczenie procesu utleniania związków zawierających azot (RNH) w paliwie tak, że większość z nich tworzy azot cząsteczkowy (N2).

W porównaniu z tradycyjnym spalaniem płomieniowym, spalanie katalityczne ma ogromne zalety:

(1) Temperatura zapłonu jest niska, zużycie energii jest niskie, spalanie jest łatwe do utrzymania w stabilnym stanie, a nawet reakcję utleniania można zakończyć bez zewnętrznego przenoszenia ciepła po osiągnięciu temperatury zapłonu.

(2) Wysoka skuteczność oczyszczania, niski poziom emisji substancji zanieczyszczających (takich jak NOx i produkty niepełnego spalania itp.).

(3) Duży zakres stężeń tlenu, niski poziom hałasu, brak wtórnych zanieczyszczeń, umiarkowane spalanie, niskie koszty operacyjne i wygodne zarządzanie operacją

3 Zastosowanie technologii

Procesy produkcyjne w przemyśle petrochemicznym, farbiarskim, galwanicznym, drukarskim, powlekania, produkcji opon i innych gałęziach przemysłu obejmują wykorzystanie i emisję lotnych związków organicznych. Szkodliwymi lotnymi związkami organicznymi są najczęściej związki węglowodorowe, związki organiczne zawierające tlen, chlor, siarka, fosfor i halogenowe związki organiczne. Jeśli te lotne związki organiczne zostaną uwolnione bezpośrednio do atmosfery bez oczyszczenia, spowodują poważne zanieczyszczenie środowiska. Tradycyjne metody oczyszczania organicznych gazów odlotowych (takie jak adsorpcja, kondensacja, bezpośrednie spalanie itp.) mają wady, takie jak łatwe do spowodowania wtórne zanieczyszczenie. Aby przezwyciężyć wady tradycyjnych metod oczyszczania organicznych gazów odlotowych, do oczyszczania organicznych gazów odlotowych stosuje się metodę spalania katalitycznego.

Metoda spalania katalitycznego to praktyczna i prosta technologia oczyszczania organicznych gazów odlotowych. Technologia polega na głębokim utlenianiu cząsteczek organicznych na powierzchni katalizatora do nieszkodliwego dwutlenku węgla i wody, znana również jako metoda całkowitego utleniania katalitycznego lub metoda głębokiego utleniania katalitycznego. Wynalazek dotyczy technologii katalitycznego spalania przemysłowego gazu odlotowego benzenu, w której wykorzystuje się tani katalizator z metalu nieszlachetnego, składający się zasadniczo z CuO, MnO2, spinelu Cu-manganowego, ZrO2, CeO2, stałego roztworu cyrkonu i ceru, który może znacznie obniżyć temperaturę reakcji spalania katalitycznego, poprawić aktywność katalityczną i znacznie wydłużyć żywotność katalizatora. Wynalazek dotyczy katalitycznego katalizatora spalania, który jest katalitycznym katalizatorem spalania do oczyszczania organicznych gazów odlotowych i składa się z z blokowego ceramicznego szkieletu nośnego o strukturze plastra miodu, powłoki na nim i aktywnego składnika z metalu szlachetnego. Powłoka katalizatora składa się z tlenku kompozytowego utworzonego przez Al2O3, SiO2 i jeden lub kilka tlenków metali ziem alkalicznych, dzięki czemu ma dobrą wysoką temperaturę opór. Aktywne składniki metali szlachetnych są ładowane metodą impregnacji, a efektywny stopień wykorzystania jest wysoki.