催化燃烧技术作为最新的VOCs处理工艺之一，由于其净化率高、燃烧温度低(一般低于350)、无明火、不产生NOx等二次污染物、安全节能环保等优点，近年来在市场应用上取得了很大进展。作为催化燃烧系统的关键技术环节，催化剂合成技术和应用规则尤为重要。自2008年国家发改委批准成立醇醚酯化工清洁生产国家工程实验室以来，围绕醇醚酯化工清洁生产技术开展了相关工作，重点是绿色催化剂和清洁制备工艺，为催化剂和催化燃烧系统的持续优化提供技术支持。

1、催化燃烧的反应原理

2.什么是低温催化剂

低温催化剂性能指标：起燃温度200，氧化转化效率95%，孔密度 200-，抗压强度8MPa。

3.挥发性有机化合物催化剂在催化燃烧系统中的作用和影响

一般情况下，VOCs的自燃温度比较高。催化剂活化可以降低VOCs燃烧的活化能，从而降低起燃温度、能耗和成本。

此外，一般情况下(无催化剂)燃烧温度会在600以上，这样的燃烧会产生氮氧化物，常被称为NOx，也是需要严格控制的污染物。催化燃烧是无明火的燃烧，一般低于350，不产生NOx，更安全环保。

4.空速是什么？影响空速的因素是什么

在挥发性有机化合物催化燃烧系统中，反应空速通常指体积空速(GHSV)，它反映了催化剂的处理能力为：

反应空速是指在规定条件下单位时间和单位体积内催化剂处理的气体量，单位为m3/(m3催化剂h)，可简化为h-1。比如产品标注的空速为-1，表示每小时每立方米催化剂可以处理废气。

空速反映了催化剂对挥发性有机化合物的处理能力，因此它与催化剂的性能密切相关。

5.贵金属负载与空速的关系。贵金属含量越高越好吗？

贵金属催化剂的性能与贵金属的含量、粒度和分散性有关。在理想状态下，贵金属高度分散。此时，贵金属以微小颗粒(几纳米)的形式存在于载体上，贵金属得到最大程度的利用。此时，催化剂的处理能力与贵金属的含量正相关。但当贵金属含量达到一定水平时，金属颗粒容易聚集并生长成较大的颗粒，但贵金属与VOCs的接触面减小，大部分贵金属包裹在内部。增加贵金属含量不利于催化剂活性的提高。

6.气体燃烧后气体体积膨胀对空速的影响

在稳定运行条件下，气体体积膨胀对空速的影响很小，因为VOCs含量一般不高，只有这部分气体的膨胀对体积流量的增加很小。

7.纳米催化剂的优势是什么

纳米催化剂是指催化剂的活性组分(如贵金属)以纳米尺度分散在载体上，催化剂的活性组分尽可能多地暴露在气体中，从而大大增加了两者接触的机会，这种催化剂通常具有优异的性能。

8.起燃温度和完全转化温度的定义及其与废气浓度的关系

起燃温度：净化率达到10%所需的温度

完全转化温度：净化率达到98%所需的温度

催化燃烧一旦点燃，就会在短时间内达到高温，当废气浓度达到一定水平时，其反应放热可实现自热催化反应。

9.催化剂的堆积方法

在允许的压降范围内，催化剂应以“高而薄”的方式堆叠，高度与直径之比应大于1.5。否则，壁面对催化剂的利用率会很低，从而影响催化剂的催化效果

废气可能含有一些对催化剂有害的成分。如果已知存在此类化学物质，应对废气进行预处理，否则这些有害成分将对催化剂的寿命产生很大影响。

废气应经过预处理(除尘、除油和除湿)，然后引入催化室。

灰尘、积碳和高沸点粘性物质粘附在催化剂表面，覆盖催化剂的活性位点，从而导致催化剂的催化作用。因此，应尽可能避免灰尘和高沸点粘性物质的引入。

在湿度较高的环境中，水蒸气、油雾和漆雾在高温下容易与催化剂相互作用，导致催化剂烧结失活。因此，应尽量减少水蒸气、油雾和漆雾进入催化剂床层。

11、催化燃烧系统废气浓度控制的重要性

合适的废气浓度可以保证催化燃烧系统安全高效地处理废气，同时有利于延长设备和催化剂的使用寿命。

低浓度：大量的能量用来加热空气，所以能耗高，反应放热不足以维持系统的自热燃烧。在这种情况下，建议浓缩废气。

浓度过高：有爆炸危险；温升和燃烧温度过高(长时间高于600)对设备和催化剂有害。建议在此工况下，加入新鲜空气，将废气稀释至爆炸下限以下

12.催化燃烧设备的启动和停止注意事项

系统启动前，先用新鲜空气预热催化剂，然后将废气预热至250以上，再引入催化仓库。系统停止前，切断废气，继续加热催化剂并通入新鲜空气，保持温度0.5小时，然后切断电源。

13.催化剂中毒的描述

一些化学物质会使催化剂中毒。例如，含有磷、硫、铅、汞、砷和卤素的有机或无机物质对催化剂有很强的破坏作用，会导致催化剂永久失活，无法恢复活性。

14.催化剂积碳的处理

催化剂可在新鲜空气中加热至500，并保持2-4小时，以去除或部分去除积碳。

15、影响催化剂寿命的因素？

催化剂的使用请严格遵照催化剂的使用工况说明。

影响催化剂寿命的因素有：废气的预处理状况即废气的洁净度，催化仓的温度，卤素和催化剂的毒物，以及催化燃烧设备的操作规程等。

作者叶松寿，

博士后，厦门大学醇醚酯化工清洁生产国家工程实验室高级工程师，长期以来一直从事催化剂的合成以及工程应用研究，现将AMC催化燃烧催化剂应用的一些相关常识和应用经验和大家分享，希望和环保行业同仁共同探讨和努力，促进行业技术进步，推动国家的环保事业发展的更好。

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