VOCs催化净化（燃烧）贵金属催化剂

关键词:VOCs催化净化 有机废气 贵金属催化剂

一、贵金属含量与催化剂性能

在贵金属催化剂中，贵金属是构成催化剂成本的主要因素，贵金属含量的高低直接决定了催化剂的成本。也就是说，*金属含量的直接后果是昂贵的催化剂。贵金属催化剂除了环保上的应用，在石油化工、制药、精细化学品合成等领域也广泛使用。

贵金属含量是影响催化剂性能的主要因素之一，但并非*的。催化剂性能，除了贵金属含量，还与催化剂的制备工艺、助催化剂的使用、多元贵金属（Pt-Pd、Pt-Pd-Rh、Pt-Pd-Ru等）的组合等有关。只有通过不断探索研究，才能获得高性能催化剂配方和制备工艺，实现降低贵金属含量，提高催化剂活性、抗中毒性和使用寿命的目标。由于影响催化剂性能的因素非常复杂，如活性组分（贵金属）的分布、贵金属的价态、活性组分与助催化剂之间的电子转移、贵金属的粒子尺寸------，因此研发一个高性能催化剂需要长期的努力。

讲一个简单的例子，如果贵金属保持相同，通过不同的制备方法可以获得贵金属分布不同的催化剂。比如，球形催化剂有蛋壳型（贵金属在催化剂表面）；蛋白型（贵金属在中间）；蛋黄型（贵金属在最里面）；还有贵金属平均分布的催化剂。这四种形式的催化剂虽然贵金属含量相同，但是催化剂的性能有天壤之别。此外，对于蛋壳型催化剂的蛋壳的厚薄，也影响着催化剂活性和稳定性。这个例子说明了贵金属含量不是*的决定因素。在选择催化剂时应该综合考虑。

二、复杂的VOCs组成对催化剂的要求

VOCs的种类繁多，大致可以分为：烃类（主要是烷烃和烯烃）、芳烃（苯、甲苯、二甲苯等）、酯（乙酸乙酯、邻苯二甲酸二乙酯等）、酮（丙酮、甲乙酮等）、醇、酸、含氮有机物、含氯有机物、含硫有机物。企业排放的VOCs与企业的生产性质有关，排放的VOCs的成分差别很大。即使同一行业，印铁制罐行业排放的VOCs种类也不一样。比如，Pd催化剂对甲苯的催化效果很好，然而对苯的效果比较差；而非贵金属催化剂对乙酸乙酯效果比较好。由于VOCs的复杂性，同一个催化剂对不同有机废气的处理效果也不一样，因此，需要科学分析，选择*的催化剂，应对复杂的体系。

三、催化剂使用寿命问题

一般来说，VOCs催化剂使用寿命在2年左右，使用寿命取决于催化剂性能和使用环境，及其使用规范性，也与催化剂的制备工艺、贵金属含量、贵金属种类、助催化剂有关。因此针对复杂的VOCs，合理选择催化剂，及其处理工艺，是发挥催化剂性能和提高使用寿命的*途径。下面是催化剂的使用手册。

四、有机废气净化催化剂使用手册

催化剂使用量的确定

考虑到工业有机废物成分复杂、经常含有高沸点的有机物（或高聚物），为了满足VOCs的深度净化（深度脱臭），保证催化剂的长期使用，催化剂建议使用空速为10000-20000h^-1（如空速10000h^-1，10000m³/h风量应填装1立方米催化剂；如空速20000h^-1，10000m³/h风量应填装0.5立方米催化剂）。如果催化剂装量过少，将影响有机废气处理效果。

五、催化剂使用注意事项:

1.催化床中催化剂的填装要紧密、以免产生气体短路，导致净化效率的下降。

2.进入催化剂床层的有机废气的气体分布和温度分布要均匀。进入催化剂床层的有机废气的浓度应在爆炸极限的安全范围之内。

3.进入催化剂的有机废气中氧气含量应大于10%。

4.环保设备每次开机前，应将催化剂床预热至300-350℃，方可进入有机废气。为保证催化剂长期使用，贵金属催化剂的通常使用温度为320-450℃，短时间*不超过850℃；稀土非贵金属催化剂的通常使用温度3350-400℃；短时间*不超过550℃。

5.环保设备正常工作时，催化后的温度应该高于催化剂前的温度，温度差与有机物的浓度成正比。

6.应避免通入含有树脂、高沸点聚合物、*，及含硫、含氟有机物等容易造成催化剂中毒的物质。

7.催化剂对丁烷等低沸点的烷烃、石脑油溶剂、二氯甲烷效果较差，因此在选择催化燃烧时应预先了解废气成分，或预先将涂料送给我方测试。

8.环保设备使用时，应该做好各项参数的记录工作。 

  维护措施：低温“闷死”：正常运行前，催化床需先在新鲜风中预热至反应温度，方可通入有机物废气；含硫等毒性物质存在：通过前处理手段除掉此类物质或者选用有相应抗性的催化剂；灰尘、积炭、高沸粘性物：做好除尘等前处理；超温：当催化床温度超过600℃时系统停止运行或者采用新风稀释、冷却降温。

 六、有机废气催化剂应用行业领域：

①石化行业（较之其他行业，废气成分较纯，更易净化处理）

  石化行业尾气排放系统通常含有有机废气，风量一般很大，为2万m³/h --20万m³/h，属于低浓度、无回收价值的废气，通常采用催化燃烧工艺处理。

②喷漆行业

  喷漆行业比较典型的是集装箱、汽车生产线等的涂装工序，会产生大量含油漆稀料成分的复杂有机废气，为了满足喷漆技术及人员健康需求，风量通常很大，可高达20万m³/h，浓度通常为200～1000 mg/m³，属于低浓度、无回收价值的废气，业界通常采用吸附浓缩－催化燃烧工艺处理。

③涂覆行业

  涂覆行业比较典型的是反光膜、磁带、彩钢瓦等涂覆工业，涂覆材料中含有大量有机溶剂如苯、甲苯、乙酸乙酯、甲醛、丙酮等挥发形成高浓度复杂有机废气，废气多产生于高温烘道中，主要特点是温度高、浓度高、成分复杂。主要风量多为1000m³/h到30000m³/h；浓度2000 mg/m³到8000 mg/m³；温度40℃到150℃。

④其他燃气、燃油、焚烧、烤炉行业

  燃烧、烧烤等行业由于燃烧不充分，所以存在有机废气及一氧化碳等有害气体，该行业由于尾气温度较高（一般在200℃以上），故更易处理。

⑤环保设备制造行业

 有机废气VOCs净化催化剂作为设备的核心部件是各环保设备重点采购的对象。

七、有机物的起燃温度（T_10%）和完全转化温度（T_90%）及相应的浓度。