催化燃烧设备的工作原理和催化剂活性成分的分类

随着环境工程的发展进步，催化燃烧设备也越来越受大家所欢迎，催化燃烧设备优异的环保性能，常被人们所津津乐道。催化燃烧设备是适合于处理小风量的废气，常与活性碳吸附工艺配套使用，由活性炭碳附装置将大风量低浓度的废气，浓缩成小风量的废气，是废气符合催化净化设备的使用条件。

催化燃烧设备在将废气进行催化燃烧的过程中，废气经管道由风机送入热交换器进行一次升温，再进加热室将废气加热到催化燃烧所需要的起始温度。经过加热的废气通过催化剂层使之燃烧。由于催化剂的作用，催化燃烧法废气燃烧的起始温度约为250-300℃，低于直接燃烧法的燃烧温度670-800℃，因此能耗远比直接燃烧法低。同时在催化剂的活性作用下，反应后的气体产生   的热量，高温气体再次进入热交换器，经换热冷却，   终以较低的温度经风机排入大气。

催化燃烧设备也是有其局限性的，因为催化剂并不是适用于所有的废气处理，采用适当的催化剂，是使气体中的可燃物质在较低的温度下分解、氧化的燃烧方法。接下来，简单的介绍一下催化燃烧设备的工作原理。

1、催化燃烧设备的工作方法与直接燃烧净化法一样，均属于热力破坏法。

2、催化剂表面具有吸附作用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，加快了反应的进行。

3、其机理是氧化和热裂解、热分解废气中的成分。

4、催化燃烧是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与的   氧化作用。

5、借助催化剂使废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量热能。

催化剂品种目前催化剂的品种已相当多，按活性成分大体可分3类：

1、贵金属催化剂

铂、钯、钌等贵金属对烃类及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性，且运用寿命长，适用范围广，易于收回，因此是常用的废气燃烧催化剂。如我国早选用的Pt-Al2O3催化剂就归于此类催化剂。但因为其资源稀疏，价格昂贵，耐中毒性差，人们一向尽力寻觅替代品或尽量削减其用量。

2、过渡金属氢化物催化剂

作为替代贵金属催化剂，选用氧化性较强的过渡金属氧化物，对甲烷等烃类和一氧化碳亦具有较高的活性，一起下降了催化剂的本钱，常见的有MnOx、CoOx和CuOx等催化剂。大连理工大学   的含MnO2催化剂，在130℃及空速13000h-1的条件下能甲醇蒸气，对乙醛、丙酮、苯蒸气的   也很有作用。

3、复氧化物催化剂。

一般认为，催化燃烧设备复氧化物之间因为存在结构或电子调变等相互作用，活性比相应的单一氧化物要高。有以下两大类：

(1)钙钛矿型复氧化物

稀土与过渡金属氧化物在   条件下能够构成具有   钙钛矿型的复合氧化物，通式为ABO3，其活性明显优于相应的单一氧化物。结构中一般A为四面体型结构，B为八面体形结构，这样A和B构成交替立体结构，易于替代而发生品质缺点，即催化活性   位，外表晶格氧供给的氧化   ，从而完成   氧化反响。常见的有几类如：BaCuO2、LaMnO3等。(2)尖晶石型复氧化物

作为复氧化物重要的一种结构类型，以AB2X4表示。尖晶石亦具有不错的   氧化催化活性，如对CO的催化燃烧起燃点落在低温区(约80℃)，对烃类亦在低温区可完成   氧化。其间研讨为活泼的CuMn2O4尖晶石，对芳烃的活性尤为超卓，如使甲苯   燃烧只需260℃，完成低温催化燃烧，具有特别实际意义。

(3)催化剂负载方法

催化剂活性组分可通过下列方法沉积在载体上：

电沉积在环绕或压制的金属载体上；沉积在颗粒状陶瓷材料上；沉积在蜂窝结构的陶瓷材料上。