催化燃烧催化燃烧不断创新

万义玲等用柠檬酸(CA)溶胶-凝胶法制备了不同锰Mn/(Ce+Mn)物质的量比的CeO2-MnOx催化剂，在氯乙烯有机废气的催化燃烧模型反应中，研究了制备条件和反应条件对制备CeO2-MnOx催化剂性能的影响，结果表明当CA:Mn:Ce=0.3:0.5:0.50时，制备的CeO2-MnOx催化剂活性，在10000～30000h-1床层空速和0.05%～0.15%的低浓度氯乙烯催化燃烧反应中均具有良好的效果。大连理工大学研制的含MnO2催化剂，在一定的条件下可以脱除CH3OH蒸气，并对C2H4O、C3H6O、C6H6蒸气的也有很好效果。
复合氧化物催化剂：复氧化物相较于单一氧化物由于其各组分间存在结构或电子调变等相互作用，其催化活性较高。主要有以下两大类:一、钙钛矿型复氧化物:稀土与过渡金属氧化物形成的具有天然钙钛矿型复合氧化物，一般通式为ABO3，常见的有LaMnO3和BaCuO2等;二、尖晶石型复氧化物:通式为AB2X4是一种重要的复氧化物结构类型，尖晶石型催化剂具有突出的深度氧化催化活性。黄海凤等采用ZrO2、SiO2、MgO、Al2O3和TiO2和为载体，通过浸渍法制备了三元复合氧化物Cu-Mn-Ce(CMC)的负载型催化剂，以甲苯和丙酮作为催化燃烧气，研究了该催化剂的催化燃烧活性。结果表明，纯CMC催化剂的铈基固溶体结构具有良好的催化活性，其中TiO2和ZrO2作为载体时，CMC的高温热稳定性，这是由于TiO2和ZrO2较好的保持了该催化剂的活性固溶体结构;而当SiO2和Al2O3作为载体时，其表面羟基和大比表面积不利于CMC活性固溶体结构的形成，以MgO作为载体时，Mn，Cu等过渡金属其发生相互作用而使CMC的活性结构被破坏，催化活性降低。
催化燃烧工艺工作原理：催化燃烧是一个气-固相催化反应过程，其反应的实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂具有吸附作用，同时可以降低反应的活化能，通过将反应物分子富集于催化剂表面从而提高反应速率，加快反应进程。利用催化剂的优异性能，可使有机废气在较低的起燃温度(200～300℃)下发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量热能。并且由于催化剂具有选择性催化作用，可以限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化过程，使其在反应中生成分子氮(N2)。

RCO催化燃烧基本工艺单元组成：(1) 废气预处理； (2) 预热装置； (3) 催化燃烧系统。
有机废气的危害及处理原理：有机废气对环境的危害甚大。人如果长期吸入低浓度的有机废气会引发咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿等慢性呼吸道疾病，油漆溶剂中的甲醛、苯类化合物等成分是目前公认的强烈致癌物。除此之外，有机废气对光化学烟雾、酸雨的形成起着非常重要的作用。由于有机废气的危害性，我国对有机废气的排放一直有着严格的控制，现行标准为1997年1月1日实施的《大气污染物综合排放标准》(以简称《标准》)。  

有机废气的处理，一般是通过将有机废气中的有机成分和空气中的氧气反应发生分解，生成H2O、CO2和其他一些低毒的化合物(如卤代烃和氧气反应后可以产后卤酸)。常温下废气中的有机成分和氧气不反应，在废气处理设备的高温、催化等条件下，废气中的有机成分发生分解从而使废气得到净化。  
烘干过程有机废气的治理方法：油漆烘干室产生的有机废气是涂装废气治理的重点。涂装烘干过程烘道中需要不断抽出废气和补充新鲜空气，以使烘道气体中有机成分低于其爆炸极限，烘干有机废气中的有机成分主要为有机溶剂和油漆高温固化反应的产物，废气中有机成分含量一般达到1000mg/Nm3以上，远远超过《标准》要求，均需处理后才能排放。烘干有机废气常用的废气净化设备有催化燃烧装置、蓄热式热力焚烧装置和废气焚烧炉，下面分别介绍。催化燃烧装置：催化燃烧装置，使废气中的有机成分在催化媒的作用下产生分解而得名。实验证明，在没有催化媒的条件下，要使废气中有机成分和空气中的氧气反应，其温度要达到600℃以上。催化燃烧装置在铂、钯等催化媒的作用下，在320℃以上废气中有机成分即和氧气反应发生分解。  
催化燃烧装置原理：有机废气先经过热交换器预热，再经过电加热器的加热达到350℃左右，再进入蜂窝陶瓷催化媒充填的催化床中，在催化媒的作用下，废气中有机成分充分分解，离开催化床净化尾气再与待处理的有机废气进行热交换降低温度后排出。  
催化燃烧装置优点：催化燃烧装置结构简单，占地面积小，价格便宜。以一套有机废气处理能力5000Nm3/h的催化燃烧装置为例，占地仅需8m2，价格在20万元以下。正是由于上述优点，催化燃烧装置在我国早期建设的小批量的汽车生产线烘干室有机废气的净化中使用广泛。