经济、社会的发展以及工业化的需求使得催化技术,特别是催化燃烧技术日益成为一种不可或缺的工业技术手段,并随着人们生活水平的提高与需求的增长,催化产业也将不断地走入千家万户,走进人们的生活。对催化燃烧的研究,初是从发现铂对甲烷燃烧的催化作用而开始的。催化燃烧对于改善燃烧过程,降低反应温度,促进完全燃烧,抑制有毒有害物质的形成等方面有着极为重要的作用,并已广泛地应用在了工业生产与日常生活的诸多方面。
1836年,贝采尼乌斯(J.J.Berzelius)提出了“催化”和“催化剂”的概念,于是人们对催化现象的观察和系统研究也于19世纪开始了。1895年奥斯特瓦尔德(W.Ostwald)从理论上推断出了“在可逆反应中,催化剂仅能加速化学反应,而不能改变化学平衡”而获得了1909年度的诺贝尔化学奖。20世纪初,催化合成氨技术的工业化,使催化原理的研究出现了一个高峰,也可以说是催化化学中的里程碑。
1913年哈伯(F.Haber)等人利用天然磁铁矿,发明了双促进熔铁氨合成催化剂,利用原料气循环使用的流程,实现了合成氨的大规模工业生产。在此后的半个多世纪,多相催化工业技术经历了40年代末至50年代初的石油炼制技术的大发展(如催化裂化、加氢裂解、催化重整和异构化等);70年代至80年代,是石油化工的大发展阶段(如新型择形ZSM-5分子筛催化剂用于异构化、歧化和芳烃烷基化过程等);特别是进入90年代以后,出现了环境催化技术的大发展,例如催化消除氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、可挥发性有机组分(VOCs)的催化氧化。
与传统的火焰燃烧相比,催化燃烧有着很大的优势:起燃温度低,能耗少,燃烧易达稳定,甚至到起燃温度后无需外界传热就能完成氧化反应。净化,污染物(如NOx及不完全燃烧产物等)的排放水平较低。适应氧浓度范围大,噪音小,无二次污染,且燃烧缓和,运转费用低,操作管理也很方便。
美国在20世纪末后10年里,天然气电厂以每年6000MW装机容量的速率逐年递增。随着“西气东输”世纪工程的启动,我国天然气发电领域也逐渐与世界接轨,因此对该领域中存在的应用技术问题的探索已是刻不容缓。天然气燃烧中的环境问题是由于天然气的热值较高,使得燃烧室温度高达1800℃ ,助燃空气中的N2发生高温氧化,造成NOx污染。它以催化燃烧代替传统的火焰燃烧方式,燃烧室温度被降至1500℃以下,能够有效地抑制热效应NOx生成反应的发生。工业领域对催化燃烧技术的兴趣还在于,催化剂能够稳定贫燃火焰,进行高空燃比燃烧,增大了燃料的利用率;另外,催化剂促进的无焰燃烧,产生的热流温度适中,无须冷却空气进行稀释,可直接驱动燃气轮机,从而提高热效。因此,催化燃烧应用于燃气轮机发电不仅能够降低对环境的破坏,还大大提高了燃气轮机的效率。
石油化工、油漆、电镀、印刷、涂料、轮胎制造等工业的生产过程中都涉及到有机挥发化合物的使用和排放。有害的有机挥发物通常是烃类化合物、含氧有机化合物、含氯、硫、磷及卤素有机化合物,这些挥发性有机物如不经处理直接排入大气会造成严重的环境污染。传统的有机废气净化处理方法(如吸附法、冷凝法、直接燃烧法等)均存在缺陷,如易造成二次污染等。为了克服传统有机废气处理方法的缺陷,人们采用催化燃烧方法来对有机废气进行净化处理。
废气净化率高,可达95%以上,热回收率高安全:低温反应,配有阻火系统、报警装置等保护措施。无二次污染不产生氮氧化物等二次污染物,所有过程不造成二次污染。
自动化控制、能耗低操作简单,遇故障自动报警,低耗节能使用寿命长:高温不锈钢包边,防腐,催化剂使用寿命长。
不能处理潮湿及高温废气,因为活性炭只能进行常温吸附,而且不防水。不能处理含磷、铬、铅、硫砷、锑、汞、锡及卤素、氨等分子的有机废气,以及高浓度的粉尘,不能处理含有高黏性油脂类的气体,例如医药厂、橡胶厂等行业。
德州催化燃烧设备供应厂家
更新时间:2024-03-30 03:21:13