催化燃燒技術(shù)中催化劑的選型及其應(yīng)用

張瑜 于遙 鄒儀 盧良 金海峰 林園 張文華

摘要：催化燃燒裝置是目前處理揮發(fā)性有機(jī)物比較有效的技術(shù)，催化燃燒裝置核心的部件是催化燃燒床。催化床負(fù)載的貴金屬或者過度金屬催化劑、復(fù)合型催化劑對不同污染因子的去除有不同的作用，實際應(yīng)用中應(yīng)該重視對在不同工業(yè)生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的有機(jī)廢氣采取不同催化劑的優(yōu)選，以期獲得高的處理效率、較低的建設(shè)成本的結(jié)果。使用過程中要采取多種清洗復(fù)新技術(shù)，防止催化劑中毒或高溫失活。

關(guān)鍵詞：催化燃燒;催化劑;中毒;催化劑選擇

一、催化燃燒的催化劑

在化學(xué)反應(yīng)里能改變（加快或減慢）其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑，又叫觸媒。在反應(yīng)中其物理性質(zhì)可能會發(fā)生改變，例如二氧化錳（MnO2）在催化氯酸鉀（KClO3）生成氯化鉀（KCl）和氧氣（O2）的反應(yīng)前后由塊狀變?yōu)榉勰?。催化劑的?gòu)成有的是單一化合物，有的是絡(luò)合化合物，有的是混合物。催化劑有使某一反應(yīng)加速，而較少影響其它反應(yīng)的性能，稱為催化劑的選擇性，而催化燃燒的反應(yīng)形式需要在一定溫度下進(jìn)行。

催化劑種類繁多，按狀態(tài)可分為液體催化劑和固體催化劑;按反應(yīng)體系的相態(tài)分為均相催化劑和多相催化劑，均相催化劑有酸、堿、可溶性過渡金屬化合物和過氧化物催化劑。按照作用大小還分為主催化劑和助催化劑。

目前對催化劑的作用原理應(yīng)該說還沒有完全弄清楚。在大多數(shù)情況下，人們認(rèn)為催化劑本身和反應(yīng)物一起參加了化學(xué)反應(yīng)，降低了反應(yīng)所需要的活化能力。有些催化反應(yīng)是由于形成了很容易分解的"中間產(chǎn)物"，分解時催化劑恢復(fù)了原來的化學(xué)組成，原反應(yīng)物就變成了生成物。有些催化反應(yīng)是由本身的吸附作用，吸附作用僅能在催化劑表面最活潑的區(qū)域（叫做活性中心點）進(jìn)行?；钚灾行牡膮^(qū)域越大或越多，催化劑的活性就越強(qiáng)。反應(yīng)物里有的物質(zhì)參與反應(yīng)時，可能使催化劑的活性減弱或失去，這種現(xiàn)象叫做催化劑的中毒，會降低催化能力。有的中毒是不可逆的，例如磷、砷，屬于可能出現(xiàn)在溫度影響下快速中毒，鉛、鋅等類中毒慢些，主要是在催化面上形成合金類，失去催化功能。有些中毒現(xiàn)象是可逆的，根據(jù)影響因子的含量濃度是緩慢的，失活程度也不同。例如鹵族與硫的中毒就是比較慢，形成物結(jié)構(gòu)比較松弛，可逆的，因子消失后可以復(fù)活。有些不飽和化合物會在催化床表面形成碳的集聚結(jié)碳，也被看做是一種中毒現(xiàn)象。催化劑中毒的失活往往表現(xiàn)為活性迅速下降?；钚越M分在使用過程中被磨損或升華造成丟失也導(dǎo)致永久性失活，這類失活往往難以簡單地恢復(fù)。

催化劑和反應(yīng)物同處于一相，沒有相界存在而進(jìn)行的反應(yīng)，稱為均項催化作用，能起均相催化的催化劑為均相催化劑。均相催化劑包括液體酸、堿性催化劑和可溶性過度金屬化合物等。均相催化劑以分子或離子獨立起作用，活性中心均一，具有高活性。很多使用在化工工藝當(dāng)中，起到促進(jìn)合成或分離作用。

催化燃燒是典型的氣-固相催化反應(yīng)，它借助催化劑降低了反應(yīng)的活化能，使其在較低的起燃溫度200～ 300℃下進(jìn)行無焰燃燒，有機(jī)物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面，同時產(chǎn)生CO2和H2O，并放出大量的熱量，因其氧化反應(yīng)溫度低，不是明火燃燒，其安全性較為高。

與傳統(tǒng)的火焰燃燒相比，催化燃燒有著很大的優(yōu)勢：

（1）起燃溫度低，能耗少，燃燒易達(dá)穩(wěn)定，很多有機(jī)物濃度達(dá)到1500mg/㎡左右就能很好的起燃燃燒，起燃溫度到達(dá)后達(dá)到平衡穩(wěn)定后，無需外界加熱就能維持自然，完成氧化反應(yīng)。

（2）凈化效率高，可以達(dá)到90-98%的去除率，污染物的排放水平較低，基本可以達(dá)到現(xiàn)有的排放表準(zhǔn)。

（3）適應(yīng)氧濃度范圍大，噪音小，無二次污染，比如由于是低溫燃燒，基本不出現(xiàn)氮氧化合物，氮氧化合物的生成溫度一般在1000℃以上出現(xiàn)，而催化燃燒控制的溫度一般最高550℃，這個溫度下基本不出現(xiàn)氮氧化合物。催化燃燒由于 燃燒溫度溫和，運(yùn)行費(fèi)用較低低，操作管理也很方便。

目前國內(nèi)外主要研究的催化劑基本上有兩大類：一類為貴金屬催化劑，這類催化劑的活性和穩(wěn)定性好，技術(shù)較為成熟，但貴金屬價格高，同時也存在中毒現(xiàn)象;另一類為過度金屬氧化物催化劑、復(fù)氧化物催化劑（鈣鈦型復(fù)氧化物和尖晶石型復(fù)氧化物）。目前，尋找來源豐富、價格低廉、性能相當(dāng)?shù)姆琴F金屬催化劑，以替代傳統(tǒng)的貴金屬催化劑用于催化燃燒過程已成為了研究的一個重要方向，也出現(xiàn)了很多非貴金屬的新型催化劑。

催化燃燒對催化劑的基本要求是：既能抑制燒結(jié)、保持活性物質(zhì)具有較大的比表面積及良好的熱穩(wěn)定性，又要具有一定的活性。可起到催化劑活性組分或助催化的作用，并且要有高的機(jī)械強(qiáng)度以及對燃質(zhì)中所含毒性有較高的耐腐蝕性。對于中毒發(fā)生后能有較經(jīng)濟(jì)、操作性強(qiáng)的原位復(fù)新功能也是催化劑選擇的要素條件。

催化劑的發(fā)展應(yīng)是高效化、低腐蝕化、納米化、環(huán)?；?。高效可以用量更少，低腐蝕可減少對設(shè)備的損害，納米化可使金屬氧化物催化劑效率更高，環(huán)?；幸嬗诮】岛铜h(huán)境友好。

工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用

常見的，民眾較為廣知的汽車排氣凈化裝置。汽車尾氣催化凈化劑其應(yīng)用原理是在汽車排氣管尾部安裝催化轉(zhuǎn)化器，CO、HC和NOx借助燃燒催化劑的作用，發(fā)生氧化還原反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為無毒的CO2、H2O和N2。所用催化劑為通常所說的三效催化劑，人們習(xí)慣說的三元催化器。既有把氮氧化物（NOX）還原的功能，同時又有把CO和烴類氧化的功能。但是要求必須使用含硫量低的燃油，以防止SOx吸附于催化劑上而導(dǎo)致催化劑的活性中心中毒。

石油化工中的結(jié)焦不僅會使?fàn)t管傳熱系數(shù)降低、造成局部過熱現(xiàn)象、縮短爐管壽命，而且會降低裝置處理量，嚴(yán)重制約裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此需要定期燒焦。計算機(jī)控制下蒸汽-空氣在線燒焦是目前國內(nèi)采用的較為先進(jìn)的技術(shù)，但其存在的較大問題是燒焦時間過長。如果在石油化工裝置燒焦過程中，加入一種燒焦助燃劑，就可以通過降低燒焦反應(yīng)的活化能，大幅度提高燒焦反應(yīng)速度，就能夠在較低的溫度下，達(dá)到縮短燒焦時間的目的。

國外開發(fā)了一種適用于烴油加熱爐爐管的催化燒焦方法。可用來取代傳統(tǒng)的使用蒸汽+空氣的爐管燒焦方法。新方法是在蒸汽中混入催化劑，使燒焦反應(yīng)熱大大減少，故其燒焦速度比傳統(tǒng)熱燒焦方法快3倍。由于燒焦時間大大縮短，也即減少了停工時間，因而提高了爐子開工率。所用催化劑是一種不含重金屬的無毒化合物，以水溶液形式被注入通入爐管的蒸汽流中，爐溫可由燃燒器控制穩(wěn)定。因燒焦速度快，又不存在超溫過熱的危險，所以使?fàn)t管的燒焦操作很容易控制，國內(nèi)現(xiàn)在也引入了這些技術(shù)。

實驗室的分析儀器載氣的凈化很早就使用，過去標(biāo)準(zhǔn)氣生產(chǎn)供應(yīng)困難，儀器空氣載氣一般使用壓縮機(jī)產(chǎn)氣，會有油氣出來，為了載氣的純凈，出氣段需要除烴，就使用帶催化燃燒的除烴裝置，溫度一般控制在260度左右，冷卻后進(jìn)入色譜。

催化燃燒制作的傳感器，用于儀器檢測有機(jī)氣體濃度，或者在化工自動化作為信號調(diào)節(jié)。

催化燃燒法，簡稱RCO，是在催化劑的作用下，將VOCs在200～400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O，是凈化碳?xì)浠衔锏扔袡C(jī)廢氣、消除惡臭的有效手段之一。在有機(jī)廢氣特別是回收價值不大的有機(jī)廢氣凈化方面，比如化工、噴漆、絕緣材料、漆包線、涂料生產(chǎn)等行業(yè)應(yīng)用較廣。與熱力燃燒法相比，催化燃燒所需的輔助燃料少，能量消耗低，設(shè)備設(shè)施的體積小。RCO具有RTO（蓄熱式熱力焚化爐）高效回收能量的特點和催化反應(yīng)的低溫工作的優(yōu)點，將催化劑置于蓄熱材料的頂部，來使凈化達(dá)到最優(yōu)，其熱回收率高達(dá)95%。該技術(shù)是將有機(jī)物分子在催化劑表面作用發(fā)生深度氧化轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳和水的方法，又稱為催化完全氧化或催化深度氧化方法。開始的時候主要使用貴金屬來負(fù)載，進(jìn)行催化，近些越來多的低成本的非貴金屬催化劑出現(xiàn)在工藝上采用，催化劑基本由CuO、MnO2、銅錳尖晶石、ZrO2、CeO2、等構(gòu)成，也能像貴金屬催化劑近似，可以大大降低催化燃燒的反應(yīng)溫度，提高催化活性。目前催化床的材料形式一般有陶瓷蜂窩，陶瓷折板模塊，金屬折板模塊、陶粒負(fù)載，或者利用機(jī)械混合后造粒燒結(jié)的方式等。常見的是陶瓷蜂窩，涂層由貴金屬負(fù)載或者一種或幾種堿土金屬氧化物共同形成的復(fù)合氧化物組成負(fù)載，，貴金屬活性組分以浸漬法擔(dān)載，因而具有良好的耐高溫性能和較高的去除率，其有效利用率很高。一般負(fù)載形式有沉淀法，浸漬法，溶膠-凝膠法。經(jīng)過上述處理后，模塊自然干燥或者低溫烘干，然后再規(guī)定的溫度下升溫?zé)Y(jié)，最后達(dá)到一定的負(fù)載厚度和機(jī)械強(qiáng)度，完成產(chǎn)品的制作。

基本工藝路

不同的排放場合和不同的廢氣，有不同的工藝流程。但不論采取哪種工藝流程，都由如下工藝單元組成：

預(yù)處理裝置：

為了避免催化劑床層的堵塞和催化劑中毒，廢氣在進(jìn)入床層之前必須進(jìn)行預(yù)處理，以除去廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。 國內(nèi)的前級凈化等級一般要求100mg/m3，國外的一些裝置要求高，日本的這類裝置進(jìn)口顆粒物要20mg/m3以下，德國的杜爾公司要求10mg/m3。

預(yù)熱裝置：

預(yù)熱裝置包括廢氣預(yù)熱裝置和催化劑燃燒器預(yù)熱裝置。因為催化劑都有一個催化活性溫度，對催化燃燒來說稱催化劑起燃溫度，必須使廢氣和床層的溫度達(dá)到起燃溫度才能進(jìn)行催化燃燒，因此，必須設(shè)置預(yù)熱裝置。但對于排出的廢氣本身溫度就較高的場合，如漆包線、絕緣材料、烤漆等烘干排氣，溫度可達(dá)300℃以上，則不必設(shè)置預(yù)熱裝置。預(yù)熱裝置加熱的熱能傳遞可采用換熱器和床層內(nèi)布管的方式。預(yù)熱器的熱源可采用煙道氣或電加熱，目前采用電加熱較多。當(dāng)催化反應(yīng)開始后，可盡量以回收的反應(yīng)熱來預(yù)熱廢氣。在反應(yīng)熱較大的場合，還應(yīng)設(shè)置廢熱回收裝置，以節(jié)約能源。

吸附濃縮裝置

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了提高濃度，壓縮廢氣量，會設(shè)置吸附濃縮段，即吸附有機(jī)物廢氣的活性炭床、沸石床。吸附床吸附到一定時間和濃度，就可用催化燃燒后的廢氣對吸附床進(jìn)行脫附再生，脫附后的氣體再送催化燃燒室進(jìn)行凈化，不需外加能量，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，節(jié)能效果顯著。如果采用微機(jī)集中控制系統(tǒng)，可以使設(shè)備運(yùn)行、操作過程實現(xiàn)全自動化，運(yùn)行過程可以提高裝置的安全、穩(wěn)定、可靠性能。

一般流程為：吸附床脫附的或者污染源排放的有機(jī)尾氣通過引風(fēng)機(jī)進(jìn)入設(shè)備的旋轉(zhuǎn)閥，通過旋轉(zhuǎn)閥將進(jìn)口氣體首先通過陶瓷材料填充層（底層）預(yù)熱完成熱交換，其溫度幾乎達(dá)到催化層（中層）進(jìn)行催化氧化所設(shè)定的溫度，這時其中部分污染物氧化分解;廢氣繼續(xù)通過加熱區(qū)（上層，可采用電加熱方式或天然氣加熱方式）升溫，并維持在設(shè)定溫度;其再進(jìn)入催化層完成催化氧化反應(yīng)，即反應(yīng)生成CO2和H2O，并釋放大量的熱量，以達(dá)到預(yù)期的處理效果。經(jīng)催化氧化后的氣體進(jìn)入其它的陶瓷填充層，回收熱能后通過旋轉(zhuǎn)閥排放到大氣中，凈化后排氣溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、自動切換。通過旋轉(zhuǎn)閥工作，所有的陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環(huán)步驟，熱量得以回收。

在進(jìn)行催化燃燒的工藝設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)具體情況，對于處理氣量較大的場合，設(shè)計成分建式流程，即預(yù)熱器、反應(yīng)器獨立裝設(shè)，其間用管道連接。對于處理氣量小的場合，可采用催化焚燒爐把預(yù)熱與反應(yīng)組合在一起，但要注意預(yù)熱段與反應(yīng)段間的距離。在一體設(shè)計時也要注意預(yù)熱段和反應(yīng)段的保溫隔離，使得兩個功能區(qū)溫度控制清晰可控。在有機(jī)物廢氣的催化燃燒中，所要處理的有機(jī)物廢氣在高溫下與空氣混合易引起爆炸，安全問題十分重要。因而，一方面必須控制有機(jī)物與空氣的混合比，使之在爆炸下限;另一方面，催化燃燒系統(tǒng)應(yīng)設(shè)監(jiān)測報警裝置和有防爆措施，濃度預(yù)警應(yīng)該有足夠的響應(yīng)時間。

催化燃燒室采用陶瓷蜂窩體的貴金屬催化劑或者是過度金屬類催化劑，阻力小，活性高。行業(yè)內(nèi)大部分認(rèn)為，當(dāng)有機(jī)蒸汽濃度達(dá)到2000PPm左右時，可維持自燃。這個濃度也不是絕對的，和催化劑的選擇有關(guān)系。有些醇類的，比如甲醇，不用如此高的濃度和起燃溫度就可以很好的燃燒起來。由于催化床的床層阻力小，催化裝置的耗電量也小，可以使用低壓風(fēng)機(jī)。有機(jī)物催化燃燒前，為給催化床提供起燃溫度，需啟動電加熱，當(dāng)有機(jī)物在催化床開始進(jìn)行催化燃燒時，其燃燒熱足以維持其反應(yīng)所需的溫度，此時電加熱可以實行自行停止，在保溫良好和加熱設(shè)計功率匹配的情況下，一般起動電加熱時間大約1小時左右。

催化燃燒法幾乎適用于所有排放烴類苯類等等臭味化合物的工業(yè)生產(chǎn)過程，如：涂裝、印刷、機(jī)電、家電、制鞋、塑料、化工行業(yè)工藝過程中的廢氣處理，催化燃燒適用不同濃度、不同風(fēng)量廢氣處理。現(xiàn)有的催化劑可實現(xiàn)500-30000h-1/m3較大空速的處理量。

催化模塊的制作形式：

以堇青石蜂窩陶瓷、剛玉陶瓷蜂窩為載體，利用沉淀法、溶膠-凝膠法、浸漬法等方式是生產(chǎn)催化床材料常用的方法。采用原位沉淀和懸浮浸漬技術(shù)制備SiO2和La2O3為涂層的結(jié)構(gòu)型LaMnO3催化劑的的工藝對比中發(fā)現(xiàn)，原位沉淀技術(shù)雖然可以均勻和高強(qiáng)度地在載體表面負(fù)載La、Mn活性組分，但無法在表面形成LaMnO3鈣鈦礦的活性相。懸浮浸漬技術(shù)則可以保持LaMnO3催化劑的結(jié)構(gòu)和活性。La2O3涂層比SiO2涂層可以更有效地保持LaMnO3在蜂窩陶瓷載體表面的高活性和熱穩(wěn)定性，所以選用負(fù)載技術(shù)或者載體復(fù)新時選擇的方式要考慮那種負(fù)載方式適合。

催化模塊的載體多見的是陶瓷制作的，也有金屬的，例如近似化工塔脫水的金屬折板脫水網(wǎng)類型的，有纏繞在金屬支架上的不銹鋼絲狀網(wǎng)壓制組件，組合方式正方的，圓形的都有，可以根據(jù)催化燃燒室的設(shè)計來選擇使用。以堇青石、莫來石，剛玉蜂窩陶瓷為基材，采用原位沉淀和懸浮浸漬技術(shù)分別制備的貴金屬催化劑和過度金屬以及稀土摻雜為涂層的催化劑較為常見。材料比重蜂窩陶瓷在650-700Kg/m3，折板蜂窩550-600Kg/m3，金屬絲狀壓塊的輕一些，阻力小，氣體阻力在200Pa左右，陶瓷蜂窩空氣阻力在300-350Pa。

催化劑在有機(jī)廢氣治理工藝中的選擇：

在工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程中，有機(jī)廢氣成分根據(jù)不同行業(yè)和不同的生產(chǎn)工藝路線也不同，組分濃度的組成也有很大的差別。不同的廢氣源應(yīng)該選擇適合的催化劑。含有貴金屬類催化劑一般處理能力較強(qiáng)，但價格較高。近些年可以替代貴金屬的過渡性金屬制作的催化劑越來越多，尤其是稀土復(fù)合型的催化劑的出現(xiàn)使得催化劑提升了一個較大的技術(shù)臺階。

非貴金屬過渡金屬活性不及貴金屬，但它們通過摻雜技術(shù)（改性）或加入其他金屬氧化物，形成多組分復(fù)合金屬氧化物催化劑，催化能力有很大改善。復(fù)合金屬氧化物催化劑往往比單一組分金屬氧化物催化劑表現(xiàn)出更高的活性和更好的穩(wěn)定性。以CuO和MnO，為活性組分，通過相互摻雜用于催化燃燒甲苯。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，銅錳復(fù)合氧化物催化劑，尤其是摻雜低濃度銅的氧化錳，其催化燃燒甲苯的性能要優(yōu)于單組份催化劑，分析原因應(yīng)該是銅物種與錳物種之間存在較強(qiáng)的相互協(xié)同作用，尤其是在催化活性較優(yōu)的銅錳配比催化劑中形成了結(jié)晶度較低的尖晶石結(jié)構(gòu)。很多復(fù)合金屬氧化物催化劑之間都能產(chǎn)生這種協(xié)同效應(yīng)，如Mn—Ce氧化物、Mn—Cu氧化物、Ce—cu氧化物等。這些復(fù)合金屬氧化物在相互作用的過程中會形成尖晶石（ABO）結(jié)構(gòu)或鈣鈦礦（ABO）結(jié)構(gòu)。

尖晶石催化劑具有很好的活性與穩(wěn)定性。MCr2O4（M：Co，Cu，Zn）尖晶石催化劑用于異丙醇的催化性能較好。尖晶石結(jié)構(gòu)與鈣鈦礦結(jié)構(gòu)催化劑催化燃燒丙酮的性能，發(fā)現(xiàn)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)催化劑的T95在300℃，而在這個溫度點，尖晶石結(jié)構(gòu)催化劑活性只有70%，在理論研究上認(rèn)為這與鈣鈦礦的特定空間結(jié)構(gòu)是密不可分的。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中，B位為過渡元素離子，是催化劑的活性位;A位離子一般是稀土元素或堿土金屬元素，用于保持鈣鈦礦骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性從而間接影響鈣鈦礦催化劑的性能，而且A位與B位都可以進(jìn)行離子摻雜，產(chǎn)生多種對催化反應(yīng)有利的畸變和晶格缺陷。這些催化劑基礎(chǔ)研究的探索逐漸形成了相應(yīng)的催化劑產(chǎn)品，對有機(jī)物的催化工藝提供了更寬的路。

過渡金屬催化劑的性能受水蒸汽的影響很大。用CuMnO催化氧化甲苯時，當(dāng)在反應(yīng)氣體中加入少量水蒸汽后，其活性明顯降低，因為氣體中的水分子會吸附于活性位點且不易脫附，造成能夠催化氧化甲苯的活性位點大量減少，從而降低催化劑的性能。所以氣體含濕量控制在10%一下是大部分實驗證實的一個量化指標(biāo)。

由于催化劑上催化氧化VOCs的活性位點是一樣的，所以在催化過程中，不同的VOCs之間在會產(chǎn)生競爭吸附而導(dǎo)致各組分活性降低，貴金屬復(fù)合型的會有較高的催化活性。并且發(fā)現(xiàn)起燃點低的成分燃燒后床溫升高會大幅度提升廣譜性去除功能。所以對成分多的復(fù)雜氣體最好選用貴金屬復(fù)合型的催化材料。

最近的一些研究表明，鈰、鋯、摻雜的錳系列、銅系列過度金屬催化劑也有較好的廣譜性催化功能，與貴金屬復(fù)合催化劑近似。在濃度不是太高，成分不是過于復(fù)雜的，可以選擇使用。

對于氯苯、氯代烷烴、烯烴類的，可選擇稀土類催化劑，如CrO2/AI2O3、MnO2/AI2O3、Ru/CeO2等催化劑。

以上是一些文獻(xiàn)中的實驗總結(jié)，實際應(yīng)用中會有差距，但根據(jù)環(huán)保產(chǎn)品檢驗過程的數(shù)據(jù)，也都表現(xiàn)出了較高的去除率和使用壽命。

另外一個可以嘗試使用車用復(fù)合型催化劑。目前國內(nèi)好多省內(nèi)生產(chǎn)柴油車用催化劑，形體大，床的行程長，適合工業(yè)廢氣的設(shè)計和組裝。尤其近年在稀土復(fù)合改性使用上，出現(xiàn)不少新的產(chǎn)品，也經(jīng)歷了考驗，汽車凈化的強(qiáng)制性遠(yuǎn)大于工業(yè)廢氣的監(jiān)督力度。有些比如使用鑭（La）、鈰（Ce）、鋯（Zr）的復(fù)合催化劑，對VOC的起燃溫度低，可以在320℃-400℃就有90%以上的氧化率。這類產(chǎn)品還有一個特點，由于這類催化劑針對的是柴油碳煙氣的凈化，在工業(yè)有機(jī)廢氣使用時會對催化床的抗積碳有明顯的效果。

對于有些制藥廠、農(nóng)藥廠含硫的有機(jī)物，如：乙硫醇、丁硫醇、二硫化碳、硫酸二甲酯等類，可以使用RS-1型催化劑。是用V2O5和貴金屬負(fù)載的。在380℃-420℃之間對上述有機(jī)物去除率達(dá)到98%以上，抗硫中毒效果好，由于催化劑釋放硫能力強(qiáng)，所以末端的硫污染如何吸收應(yīng)該考慮。再一個就是催化劑失效后屬于危廢，需要專門備案處理。

貴金屬復(fù)合的材料對三苯類、酮、醇類在濃度的時候催化效果也很好，鈀、鉑、鈰復(fù)合的材料500mg/m3-1500mg濃度不穩(wěn)定的情況下，排放依然可以達(dá)到總VOC小于50mg/m3。對于復(fù)合型的催化劑廠家一般都會清楚的表明組分和功能。

催化燃燒運(yùn)行中注意事項：

催化燃燒的接觸反應(yīng)時間一般說為0.2S，所以制作的時候應(yīng)該根據(jù)裝置的過風(fēng)風(fēng)速、阻力考慮好床的催化床氣體行程厚度。通過的風(fēng)速較適宜的風(fēng)速為2-5m/S。過快的風(fēng)速會造成催化有效段向床內(nèi)延伸，迎風(fēng)面效率低。

由于廢氣的復(fù)雜成分，運(yùn)行中會出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，尤其含貴金屬Pa的，氣態(tài)水對其有較大影響，易生成氫氧化物失活，屬于快速中毒。這種事故可以采取氮氣多次吹掃，可以恢復(fù)基本功效，工程實例中，恢復(fù)到80%能力是常見的。

對于鹵素元素的中毒，可以采取蒸汽吹掃與干燥氮氣交替吹掃，硫酸鹽類中毒也可以采取這類辦法。但要注意清掃冷凝水的收集控制，注意場地的二次污染。

積碳的中毒可以提高床溫度（550℃），蒸汽吹掃后，氮氣吹掃，原位復(fù)新的程度也很高。

催化燃燒運(yùn)行過程中，會有溫度的波動，有的時候溫度會很高，但溫度過高對催化劑的活性有較大的影響。對氣體中含有磷、砷、等因子時候，溫度過高會在催化劑表面形成合金相，造成不可逆的中毒失活。溫度應(yīng)該控制在不超過550℃為安全限值。措施采用小風(fēng)量的補(bǔ)風(fēng)風(fēng)機(jī)，為均衡操作可以實行變頻反饋調(diào)節(jié)方式。

催化燃燒裝置用于工業(yè)生產(chǎn)過程有機(jī)廢氣治理中，盡管有不少的限制條件，但目前來說還不失為一個經(jīng)濟(jì)，有效，控制簡單的技術(shù)。隨著對催化劑基礎(chǔ)研究的發(fā)展，會有更多的高性能催化劑產(chǎn)品供環(huán)保治理工程應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 有機(jī)廢氣凈化技術(shù)-陸震維編 ? 化學(xué)工業(yè)出版社

[2] 揮發(fā)性有機(jī)化合物治理技術(shù)及催化燃燒研究進(jìn)展-劉長東、李文華 ? 《電力科技與環(huán)?！?017/12/8

[3] 含氯揮發(fā)性有機(jī)化合物催化燃燒催化劑的研究進(jìn)展-闞家偉 李兵 ?李林 王小軍 陳英 等

[4] 《化工進(jìn)展》2016年第35卷第二期