對催化燃燒處理有機廢氣的基本原理、特點及經濟性,以及催化劑、動力學和工藝流程等研究進展進行綜述。

有機廢氣是化工、輕工、塑料、印刷、涂料等行業(yè)排放的常見污染物,有機廢氣中常含有烴類化合物、含氧有機化合物、含氮、硫、鹵素及含磷有機化合物等。如對這些廢氣不加處理,直接排人大氣將會對環(huán)境造成嚴重污染,危害人體健康。傳統(tǒng)的有機廢氣凈化方法包括吸附法、冷凝法和直接燃燒法等,這些方法常有易產生二次污染、能耗大、易受有機廢氣濃度和溫度限制等缺點。而新興的催化燃燒技術已由實驗階段走向工程實踐,并逐漸應用于化工、印刷、徐料、電線加工等行業(yè)。

1催化燃燒的基本原理

催化燃燒是典型的氣一固相催化反應,其實質是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低活化能,同時使反應物分子富集于表面提高了反應速率。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下,發(fā)生無焰燃燒,并氧化分解為和,同時放出大量熱能,其反應過程為：

2催化燃燒的特點

2.1起燃溫度低,節(jié)省能源

由表可見,有機廢氣催化燃燒與直接燃燒相比,具有起燃溫度低,能耗小的顯著特點。在某些情況下,達到起燃溫度后便無需外界供熱。

2.2適用范圍廣

催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體。對于有機化工、涂料、絕緣材料等行業(yè)排的低濃度、多成分、又沒有回收價值的廢氣,采用吸附一催化燃燒法的處理效果更好。

2.3處理效率高,無二次污染

用催化燃燒法處理有機廢氣的凈化率一般都在以上,終產物為無害的和,因此無二次污染問題。此外,由于溫度低,能大量減少的生成。

3催化劑及燃燒動力學

3.1催化劑種類

催化劑的種類相當多,按活性成分大體可分為3大類。

3.1.1催化劑

Pt、Pa、Ru等對烴類及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性,且使用壽命長、適用范圍廣、易于回收奮因而是常用的廢氣燃燒催化劑。如我國早采用的一必催化劑就屬于此類催化劑。但由于其資源稀少、價格昂貴、耐性差,因此,人們一直在努力尋找替代品,盡量減少其用量。