催化燃烧技术精编版
第四部分 催化燃烧
图1-4显示，燃烧反应处于表面反应动力学控制与传质控制(第
Ⅰ阶段与第Ⅲ阶段)的反应热交换情况。在气体热容恒定且作绝热
近似的情形下，从催化剂表面到气相的散热速率与温度的函数是一 组平行线，其在温度轴上的截距为气体的进料温度：反应热的产生
速率与催化反应速率成正比关系，与反应温度(催化剂表面温度)服
从 Arrhenius关系,即图中的”S”型曲线。进料温度上升至Tgasi
Stabilized Thermal Combustion(CST))的方式来解决此问题。
在CST燃烧器的设计思想中,表面反应被看作自由基和热量的
稳定发生源,为均相反应提供足够的活化能量和链反应载体,即
由多相催化反应”点燃”均相反应．燃烧器的实际反应进程如 图：
在反应器前端,经过预热的起燃/空气混合器通过催化剂
空燃比增大或燃烧室温度的波动会引起燃烧链反应载体的
大量减少，催化剂的表面反应速率在高温区并不受上述效应的 干扰，因此可以作为自由基的稳定发生源，保证气相反应的稳 定进行。 在以含铅汽油为主要燃料的时期，催化剂中毒的现象影响 了催化促燃方式的推广，无铅汽油的广泛应用使得此障碍现已 基本消除。在各种气体燃料的燃烧场合，如电厂、燃气锅炉等， 传统燃烧方式有低效、高排放的特点，经催化燃烧方式改造后 的燃烧器，各种大气污染物的排放水平得到明显降低，热效率 也因高空燃比技术的引进而得到明显改善。
而且混合进料方式也减小了自由基促发NOx的产生机会，在
对几种典型催化燃烧器模型的排放测试中，NOx的浓度一般在
10ppm以下，远低于各种排放限制标准。对于燃料中N组分的氧 化反应所产生的NO，催化剂的作用虽然能够加速NO被还原的速
率，但在目前尝试的所有催化剂体系上，O2 的还原反应总是优
催化燃烧原理及催化剂
催化燃烧原理及催化剂催化燃烧是一种利用催化剂加速燃烧过程的技术。
催化燃烧可以降低燃烧温度、提高燃烧效率，同时减少有害气体的产生。
催化燃烧原理及催化剂的选择十分重要，本文将详细介绍催化燃烧的原理及常见催化剂。
催化燃烧原理是通过在燃烧反应中引入催化剂，使其参与反应但不被消耗，从而改善反应条件，提高反应速率，降低活化能。
催化剂能够从化学反应中吸附和解离气体分子，改变反应物之间的键能，使其发生反应。
在催化燃烧中，催化剂通过分解高能离子中的氧气，从而产生自由基，使其与燃料分子发生反应，从而加速燃烧过程。
选择合适的催化剂对催化燃烧过程至关重要。
常见的催化剂包括铂、钯、铁、钠等金属及其化合物。
铂是一种具有良好催化性能的催化剂，尤其在汽车尾气净化中被广泛应用。
铁催化剂具有较高的催化活性、选择性和稳定性，常被用于有机废气的处理。
催化剂的选择与催化燃烧原理密切相关。
催化剂需要具有较高的催化活性和稳定性，能够降低燃烧温度、提高反应速率，同时不被消耗或污染。
催化剂的选择需考虑其化学性质、结构性质、热学性质等因素。
另外，催化剂的表面活性和表面积也是影响催化效果的重要因素。
较高的表面活性和表面积可以提供更多的催化活性位点，增加与反应物分子的接触机会，从而提高催化效率。
催化燃烧的应用领域广泛，包括汽车尾气净化、工业废气处理、生物质燃烧、煤气化等。
催化燃烧可以提高能源利用效率，减少有害气体的排放，有助于环境保护。
在汽车尾气净化中，催化剂通常被用于转化废气中的一氧化氮、氮氧化物、碳氢化合物等有害气体。
在工业废气处理中，催化剂可以将有害废气转化为无害的物质，保护环境和员工的健康。
在生物质燃烧和煤气化中，催化剂的应用可以加速燃烧过程，提高能源利用效率。
总结起来，催化燃烧是一种利用催化剂加速燃烧过程的技术。
催化燃烧原理是通过引入合适的催化剂，改善反应条件，加速燃烧过程。
选择合适的催化剂对催化燃烧过程至关重要，催化剂需要具有较高的催化活性和稳定性。
催化剂及催化燃烧技术
催化燃烧是借助催化剂在低温下(200～400℃)下，实现对有机物的完全氧化，因此，能耗少，操作简便，安全，净化效率高，在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面，比如化工，喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广，已有不少定型设备可供选用。
一、催化原理及装置组成(1)催化剂定义催化剂是一种能提高化学反应速率，控制反应方向，在反应前后本身的化学性质不发生改变的物质。
(2)催化作用机理催化作用的机理是一个很复杂的问题，这里仅做简介。
在一个化学反应过程中，催化剂的加入并不能改变原有的化学平衡，所改变的仅是化学反应的速度，而在反应前后，催化剂本身的性质并不发生变化。
那么，催化剂是怎样加速了反应速度呢了既然反应前后催化剂不发生变化，那么催化剂到底参加了反应没有?实际上，催化剂本身参加了反应，正是由于它的参加，使反应改变了原有的途径，使反应的活化能降低，从而加速了反应速度。
例如反应A+B→C是通过中间活性结合物(AB)过渡而成的，即： A+B→[AB]→C 其反应速度较慢。
当加入催化剂K后，反应从一条很容易进行的途径实现： A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K 中间不再需要[AB]向C的过渡，从而加快了反应速度，而催化剂并未改变性质。
(3)催化燃烧的工艺组成不同的排放场合和不同的废气，有不同的工艺流程。
但不论采取哪种工艺流程，都由如下工艺单元组成。
①废气预处理为了避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒，废气在进入床层之前必须进行预处理，以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物。
②预热装置预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。
因为催化剂都有一个催化活性温度，对催化燃烧来说称催化剂起燃温度，必须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧，因此，必须设置预热装置。
但对于排出的废气本身温度就较高的场合，如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气，温度可达300℃以上，则不必设置预热装置。
催化燃烧的技术
广州和风环境技术有限公司 /催化燃烧的性质是什么摘要对催化燃烧技术处理有机废气的基本原理、特点以及催化剂、燃烧动力学、工艺流程和应用等研究进展进行了综述。
关键词 化燃烧 机废气 化剂发性有机物(VolatileOrganicCompounds,简称VOCs [1] )是石油化工、制药、印刷、喷漆、制鞋等行业排放废气中的主要污染物。
该类有机物大多具有毒性并伴有恶臭,部分还可以致癌,且多数VOCs对臭氧层有破坏作用。
传统的有机废气净化方法有吸附法、冷凝法和直接燃烧法等,但它们有易产生二次污染、能耗大、易受有机废气浓度和温度限制的缺点。
而新兴的催化燃烧技术已由实验阶段走向工程实践。
1 化燃烧的基本原理催化燃烧是典型的气 相催化反应,其实质是活性氧参与深度氧化作用。
在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低反应的活化能,同时使反应物分子富集于催化剂表面,以提高反应速率。
借助催化剂可使有机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。
2 化燃烧的特点2.1 燃温度低,节省能源有机废气催化燃烧与直接燃烧相比,具有起燃温度低、能耗低的显著特点。
在某些情况下,催化燃烧达到起燃温度后便无需外界供热。
2.2 用范围广催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体。
对于有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多成分、无回收价值的废气,采用吸附 化燃烧法的处理效果更好。
2.3 理效率高,无二次污染用催化燃烧法处理有机废气的净化率一般都在95%以上,最终产物为无害的CO2和H2O(杂原子有机化合物还有其他燃烧产物),且由于燃烧温度低,能大量减少NOX的生成,因此不会造成二次污染。
广州和风环境技术有限公司 /3 化剂及催化燃烧动力学3.1 化剂种类燃烧型催化剂的种类比较多,按活性成分大体可分为贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂和复氧化物催化剂3大类。
3.1.1 金属催化剂 Pt、Pd、Ru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,且使用寿命长、适用范围广、易于回收,因而是最常用的废气燃烧催化剂。
《催化燃烧技术》课件
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优化反应条件与设备
通过科研创新，开发出更高效、更环保的 催化剂是关键。
改进反应条件控制技术和设备，提高催化 燃烧反应效率和设备稳定性。
降低成本与提高能效
加强排放物控制与副产物处理
通过技术改进和规模化生产，降低催化燃 烧技术的成本和能耗，提高经济效益和环 保效益。
采用先进的排放物处理和副产物处理技术 ，确保催化燃烧技术的环保性能。
05
案例分析
某企业工业废气处理项目
01
02
03
案例概述
某企业面临工业废气排放 问题，需要采用催化燃烧 技术进行处理。
技术应用
采用高效催化剂和优化燃 烧技术，降低废气中的有 害物质含量。
实施效果
经过处理后，废气排放达 到国家标准，企业获得环 保认证。
某品牌汽车尾气处理系统
案例概述
某品牌汽车为满足日益严 格的环保要求，需要在尾 气处理系统中采用催化燃 烧技术。
技术挑战
催化剂活性与选择性问题
部分有毒有害物质无法被高效催化燃烧，需要研发更高效的催化 剂。
反应条件控制
催化燃烧反应需要精确控制温度、压力等反应条件，以确保反应效 率。
设备腐蚀与结焦问题
高温、高压条件下，设备腐蚀和结焦问题严重，影响催化燃烧技术 的长期稳定运行。
经济性挑战
设备投资与运行成本高
高端催化剂和精密设备导致初始投资 和运营成本较高。
技术应用
在尾气处理系统中加入催 化剂，促进有害物质的氧 化分解。
实施效果
有效降低汽车尾气中的有 害物质含量，提高车辆的 环保性能。
某燃煤电厂燃料燃烧优化实践
案例概述
某燃煤电厂为提高燃烧效率并降低污染物排放， 采用催化燃烧技术进行燃料燃烧优化。
催化燃烧法
催化燃烧法催化燃烧法是一种高效清洁燃烧技术，主要利用催化剂使有机废气在较低的温度条件下充分燃烧。
相对其他处理技术，催化燃烧具有显著的优点：起燃温度低能耗少，处理效率高，无二次污染等，使之成为目前前景广阔的VOCs有机废气治理方法之一。
高效催化燃烧催化剂是催化燃烧技术的关键核心，以块状载体作为骨架基体的催化剂称为规整结构催化剂，也称为整体式催化剂。
由于具有特殊孔道结构，这类催化剂改善了催化反应床层上的物质传递，提高了催化效率，降低了压力，减少了操作费用，在石油化工、精细化工等多相催化反应中得到越来越广泛的应用。
催化燃烧法处理 VOCs 的过程中，存在如下几种安全隐患：活性炭吸附—脱附—催化燃烧法中有活性碳起火的现象、催化氧化炉爆炸问题、整个催化燃烧治理装置起火爆炸问题。
1.活性碳起火现象及防范措施在前期的 VOCs 富集过程中，由于活性炭着火点较低而脱附温度过高，当对吸附饱和的活性炭进行脱附处理时，会由于脱附箱体内温度过高导致活性炭着火。
解决该问题可以从两个方面着手：一是采用着火点高的活性炭；二是严格控制脱附温度，使其远低于活性炭着火点。
因此可采取如下措施：严格控制脱附温度，选择质量好的脱附温度传感器，尽可能在活性炭吸附箱合适位置安装两个温度传感器；在 PLC 编程中加入脱附温度超温时停止脱附程序；同时要防患于未然，在活性炭吸附箱上方增加消防水管并连结烟气报警及自动喷淋装置，以防意外失火。
2.催化氧化炉爆炸问题及防范措施在处理高浓度 VOCs 时，由于炉内含有大量氧气，当废气浓度达到废气组份中大部分有机废气的爆炸极限时，就会有爆炸的危险。
因此，要时刻监测炉内 VOCs 浓度，在进入催化氧化炉的废气管道上安装浓度稀释装置，将高浓度废气稀释到爆炸极限下。
同时在催化氧化炉上增加压力排气阀，在压力过高时自动打开阀门进行减压排气，以防炉内温度压力过高引起爆炸（因废气在热氧化过程中迅速释放大量热能导致炉内热空气压力过大）。
论述催化燃烧的原理及应用
论述催化燃烧的原理及应用一、催化燃烧的概述催化燃烧是一种通过利用催化剂而实现的燃烧方式。
相比于传统的燃烧方式，催化燃烧具有更高的燃烧效率和更低的能耗。
本文将重点讨论催化燃烧的原理、催化剂的种类以及其在工业生产中的应用。
二、催化燃烧的原理催化燃烧依靠催化剂来提高燃烧反应的速率。
催化剂可以通过改变反应物的吸附性能、降低活化能等方式来加速燃烧反应。
具体来说，催化剂通过两个关键步骤实现催化燃烧：1.吸附：催化剂中的活性位点吸附反应物分子，将其吸附在催化剂表面。
吸附可以改变反应物的空间构型并提高分子间的相互作用。
2.反应：吸附在催化剂表面的反应物分子发生化学变化，形成新的化学键以释放能量。
这些新的化学键会进一步加快其他反应物的吸附和反应过程。
三、催化剂的种类催化剂可以根据其物理性质和应用领域的不同进行分类。
下面列举了几种常见的催化剂：•金属催化剂：如铁、铂等金属催化剂，常用于催化裂化和氧化反应。
•金属氧化物催化剂：如氧化锌、氧化铝等催化剂，常用于脱硫、脱氮和氧化反应。
•酸碱催化剂：如氢氟酸、硫酸等催化剂，常用于酯化、醇酸脱水等反应。
•酶催化剂：如蛋白质酶、核酸酶等生物催化剂，常用于生物化学反应。
四、催化燃烧在工业生产中的应用催化燃烧在工业生产中具有广泛的应用。
下面列举了几个常见的应用领域：1.石油化工领域：催化裂化是石油加工中常用的工艺，通过使用金属催化剂将重质石油分子裂解成轻质油品，提高石油的利用率。
2.环保领域：催化转化是治理尾气和废气的重要方法。
通过使用金属氧化物催化剂，可以将有害气体转化为无害的物质，减少环境污染。
3.能源领域：催化燃烧可以提高燃料的利用效率，减少能源消耗。
例如，在发动机内部使用催化剂可以降低汽车尾气中有害物质的排放。
4.化学合成领域：催化合成可以加速化学反应的进行，提高产物的纯度和选择性。
酸碱、金属和酶催化剂在有机合成中有着广泛的应用。
五、结论催化燃烧通过利用催化剂加速燃烧反应的速率，提高了燃烧的效率和能源利用率。
催化燃烧 方案
催化燃烧方案催化燃烧方案催化燃烧是一种在化学反应中使用催化剂来加速燃烧过程的技术。
它在许多工业领域被广泛应用，尤其在汽车和化工行业。
本文将讨论催化燃烧的原理、应用和未来发展。
一、催化燃烧的原理催化燃烧是利用催化剂在低温下降低活化能，促使反应发生并提高反应速率的过程。
催化剂通过吸附和解离反应物分子，使其形成中间物质，然后通过再组合形成产物。
催化剂并不参与反应本身，因此在反应结束后可以循环使用。
二、催化燃烧的应用1. 汽车尾气净化由于汽车在燃烧过程中会产生有害气体，如一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（HC），催化转化器被广泛应用于汽车尾气净化系统中。
催化转化器中的催化剂可以将这些有害气体转化为无害的二氧化碳（CO2）、氮气（N2）和水（H2O）。
2. 化工生产在化工生产过程中，许多反应需要高温和高压才能达到理想的反应速率。
催化剂的引入可以大大降低反应所需的条件，提高生产效率。
例如，在乙烯制取过程中，催化剂可以使乙烯生成速率提高数倍。
3. 石油加工催化燃烧在石油加工过程中起到关键作用。
例如，在催化裂化过程中，催化剂可以将重质油转化为轻质石油产品，如汽油和液化石油气（LPG）。
三、催化燃烧的未来发展随着环境保护的日益重视和新能源的迅速发展，催化燃烧技术也在不断创新和改进。
以下是催化燃烧未来的几个发展趋势：1. 新型催化剂的研发研究人员正在不断寻找更有效、更高效的催化剂。
新型催化剂可以使催化燃烧过程更加高效和环保，减少对稀缺和昂贵的金属催化剂的依赖。
2. 低温催化燃烧传统催化燃烧需要较高的温度才能完成反应，而低温催化燃烧可以在低温下加速反应速率，减少能源消耗和产生的废弃物。
3. 催化燃烧与清洁能源结合随着清洁能源的发展，催化燃烧技术可以与太阳能和风能等清洁能源结合使用，提高能源利用率和环境友好性。
总结起来，催化燃烧是一种重要的工业技术，具有广泛的应用前景。
通过使用合适的催化剂，可以在降低温度和能耗的同时，提高反应速率，减少有害物质的排放。
催化燃烧原理及催化剂之欧阳歌谷创编
一、催化燃烧的基本原理欧阳歌谷（2021.02.01）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深度氧化作用。
在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时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。
借助催化剂可使有机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，其反应过程为：2 催化燃烧的特点及经济性2.1 催化燃烧的特点2.1.1起燃温度低，节省能源有机废气催化燃烧与直接燃烧相比，具有起燃温度低，能耗也小的显著特点。
在某些情况下，达到起燃温度后便无需外界供热。
二、催化剂及燃烧动力学2.1 催化剂的主要性能指标在空速较高，温度较低的条件下，有机废气的燃烧反应转化率接近100%，表明该催化剂的活性较高[9]。
催化剂的活性分诱导活化、稳定、衰老失活3个阶段，有一定的使用限期，工业上实用催化剂的寿命一般在2年以上。
使用期的长短与最佳活性结构的稳定性有关，而稳定性取决于耐热、抗毒的能力。
对催化燃烧所用催化剂则要求具有较高的耐热和抗毒的性能。
有机废气的催化燃烧一般不会在很严格的操作条件下进行，这是由于废气的浓度、流量、成分等往往不稳定，因此要求催化剂具有较宽的操作条件适应性。
催化燃烧工艺的操作空速较大，气流对催化剂的冲击力较强，同时由于床层温度会升降，造成热胀冷缩，易使催化剂载体破裂，因而催化剂要具有较大的机械强度和良好的抗热胀冷缩性能。
2.2 催化剂种类目前催化剂的种类已相当多，按活性成分大体可分3类。
2.2.1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，且使用寿命长，适用范围广，易于回收，因而是最常用的废气燃烧催化剂。
如我国最早采用的Pt-Al2O3催化剂就属于此类催化剂。
但由于其资源稀少，价格昂贵，耐中毒性差，人们一直努力寻找替代品或尽量减少其用量。
2.2.2过渡金属氢化物催化剂作为取代贵金属催化剂，采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，同时降低了催化剂的成本，常见的有MnOx、CoOx和CuOx等催化剂。
催化燃烧技术
铂、钯等贵金属对 烃类及其衍生物的 氧化都具有很高的 催化活性。
对甲烷等烃类和CO等 物质具有较强的活性 作用
3 复氧化物 催化剂
钙钛矿型复氧化物 和尖晶石型复氧化 物，对芳烃类废气 的低温氧化性能特 性
催化燃烧对催化剂的基本要求
• 既能抑制结烧、保持活性物质具有较大的比表面积及良 好的热稳定性，又要具有一定的活性，可起到催化剂活 性组分或助催化剂的作用。这在某种程度上是相互矛盾 的，因为研究已经证明氧化物的活性和热稳定性成反比。
大致规律是： 1 性质与结构类似的分子相互影响小。 2 极性分子与非极性分子共存时有明显影响。 3 含有孤对电子原子的分子对其他共存分子
的反应一般都有一定程度的抑制作用，尤 其在较低温度时更为明显。
O2分子的活化及活性
燃烧反应中，氧是重要因素。 • O2分子首先在催化剂表面上活化形成不同类型的活性氧
2 催化燃烧
催化燃烧是典型的气—固相催化反应，
通过催化剂降低反应活化能使其在较低 的起燃温度200~300℃下进行无焰燃烧， 有机物质氧化发生在固体催化剂表面， 同时产生CO2和H2O，以及放出大量 热量（反应温度低于燃烧温度）
实质：空气中的氧气被催化剂 中的活性组分所活化，当活性 氧与反应物分子接触是发生了 能量的传递，反应物分子随之 被活化，从而加快了氧化反应 的速率。
结束语
催化燃烧可以使燃料在较低温度下实现完全燃烧，对 改善燃烧过程、降低反应温度、促进完全燃烧、抑制 有毒有害物质的形成等方面具有极为重要的作用。
它是一个环境友好的过程，其应用领域不断扩展，已 广泛的应用在工业生产与日常生活的诸多方面。
家具生活领域
家用天然气催化燃烧热水器 催化剂是以Fe2O3、Co3O4、MnO2为活性组分，Al2O3为载 体，催化剂被制成浆液，涂覆在适用于家用热水器燃烧室 大小的整体式蜂窝陶瓷上。 实验测试表明，在热交换器没有充分吸收热的情况下，其 热效率已达83.5%，超过国家标准（80%） 另外，NOx的排放量的体积分数仅为国家标准的30%。 CO含量达到国家标准的（0.02%）
湖北催化燃烧工艺
湖北催化燃烧工艺
湖北催化燃烧工艺
催化燃烧（Catalytic Combustion）是一种利用室内温度低于所需燃烧温度的催化剂作用使燃料得到均匀低温燃烧的燃烧技术。
一、原理
催化燃烧原理是燃料经过催化剂催化后，会发生化学反应，产生大量热能，使燃料的燃烧温度降低，从而达到均匀低温燃烧的目的。
二、工艺
1、催化燃烧装置结构及热负荷
热负荷指催化燃烧装置中燃料会发生反应的化学能量，其形式为： QC=XC+YC+HC
其中：QC为热负荷；XC为燃料自身吸收的热量；YC为空气吸收的热量；HC为催化剂吸收的热量。
2、燃料溢出率及空气比
燃料溢出率是指在催化燃烧装置中，燃料的比例高出一定范围时，出现的现象。
空气比是指空气量与燃料量的比例，这个比例会影响催化燃烧效果，一般情况下，空气比越大，催化剂的燃烧效果就越好，空气比最佳的范围一般是14:1至20:1之间。
3、燃烧稳定性及燃料消耗量
燃烧稳定性是指在催化燃烧装置中，燃料在催化剂表面上发生燃烧时的稳定性。
燃料消耗量是指在催化燃烧装置中，燃料在催化剂表面上完成燃烧所需要的燃料量。
三、应用
湖北催化燃烧工艺主要应用于热电联产发电、工业热力供暖、石油、化工行业等，它可以提高热效率，降低气体排放的毒害物质，节能环保，既可以满足现实需要，又可以保护环境。
催化燃烧原理说明
催化燃烧原理说明
催化燃烧是一种新型的清洁燃烧技术，它可以增加燃料的燃烧效率，
减少烟气中的有害物质。
它利用一种特殊的催化剂，可以通过对燃料的气化、分解和氧化，使之高效地燃烧。
催化燃烧的原理是，催化剂在燃料气化、分解和氧化的过程中发挥作用，催化剂可以降低燃烧的活化能以及降低燃烧反应的扩散过程，从而促
进和保持燃烧的稳定性。
催化剂中的金属元素吸收燃料中的氧，使氧和燃
料的混合物更容易被燃烧，形成更稳定的燃烧。
催化燃烧的反应机制主要有两种：一种是氧化反应，即将燃料中的碳、氢和氧直接燃烧，生成水和二氧化碳；另一种是分解反应，即将燃料中的碳、氢、氧分解成更简单的化合物，如氢气(H2)、二氧化碳(CO2)等，这
些气体可以与氧在催化剂表面上形成活性中间体，形成稳定的氧化反应，
从而实现高效的燃烧。
催化燃烧有众多优点，如低温燃烧，可以降低燃烧过程中的温度；安
定性好，通常在室温下燃烧更加稳定；可控性强，可以通过调节催化剂的
浓度来调节燃烧稳定性；更高的燃烧效率，可以更好地吸收燃料中的氧，
可以节省燃料消耗。
废气催化燃烧的原理及其工艺
废气催化燃烧的原理及其工艺废气催化燃烧技术是一种将有害废气转化为无害物质的方法。
其原理是利用催化剂将废气中的有害成分通过化学反应转化为无害物质。
在催化剂的作用下，废气中的有害物质被氧化或还原转化为水和二氧化碳等无害物质，从而达到净化废气的目的。
首先是预热：将废气预热至催化燃烧温度，提高反应速率和催化剂活性。
接着是转化反应：废气经过催化剂床层，在催化剂的作用下，与催化剂上的活性物质发生化学反应。
常见的反应有氧化反应、还原反应和酸碱中和反应等。
例如，将催化剂床层置于高温下，废气中的一氧化碳(CO)与氧(O2)在催化剂上发生氧化反应生成二氧化碳(CO2)。
接下来是冷却：废气经过催化剂床层后，温度升高。
为了保护后续设备的正常运行，需对废气进行冷却，降低温度。
最后是排放：经过催化燃烧后，废气中的有害物质被转化为无害物质，达到排放标准后，废气经过排放系统被排放到大气中。
废气催化燃烧的核心是催化剂的选择和使用。
常用的催化剂材料主要包括贵金属、过渡金属氧化物、稀土氧化物等。
催化剂应具有高的活性和选择性，能够在适宜的温度范围内催化反应发生。
同时，催化剂的稳定性也是一个重要的考虑因素，能够经受高温和废气中各种不利因素的作用，延长催化剂的使用寿命。
废气催化燃烧技术具有高效、经济、环保等优点，被广泛应用于化工、石油、冶金等工业领域。
其主要是通过促进废气中有害物质的转化和氧化，将其转化为无害物质，达到净化废气、降低环境污染的目的。
废气催化燃烧技术对于减少大气污染、保护环境具有重要作用。
催化燃烧产品技术手册
催化燃烧产品技术手册1．什么是催化燃烧？催化燃烧是燃料在催化剂表面进行的完全氧化反应。
在催化燃烧反应过程中，反应物在催化剂表面形成低能量的表面自由基，生成振动激发态产物，并以红外辐射方式释放出能量；在反应完全进行的同时，通过催化剂的选择性来有效地抑制生成有毒有害物质的副反应发生，基本上不产生或很少产生NOx、CO和HC等污染物。
催化燃烧分为低温催化燃烧(＜600℃)、中温催化燃烧(600-1000℃)和高温催化燃烧(＞1000℃)。
低温催化燃烧：废气净化、低温干燥。
中温催化燃烧：家用燃气具、室内室外供热取暖。
高温催化燃烧：飞机发动机、天然气发电、工业锅炉、高温炉窑。
2．什么是稀土催化燃烧器？稀土催化燃烧器是采用自主开发稀土催化燃烧技术的燃气燃烧器，可实现天然气、液化石油气、人工煤气、油田气等各种燃气的催化燃烧，具有高效节能和环境友好的双重优点。
稀土催化燃烧器可广泛应用于家用燃气灶、燃气热水器、燃气锅炉、燃气取暖器、燃气干燥机和各种工业燃气燃烧设备。
3．稀土催化燃烧技术与稀土催化燃烧器的技术背景？①．稀土催化燃烧技术的研究属科技部973计划项目。
②．稀土催化燃烧器的研究开发被列为国家重点技术创新计划项目，国家拨款150万元。
③．技术依托于XX大学催化材料研究所、XX大学化学一级学科博士后流动站、XX大学国家技术转移中心、川化集团国家认定企业技术中心和川化集团博士后科研工作站。
4．稀土催化燃烧器的核心技术？①．高效节能技术、低CO控制技术、低NOx控制技术、低噪声控制技术。
②．高性能储氧材料、高温高比表面材料、整体式燃烧催化剂等几大国际领先的专利技术。
③．与我们的燃烧催化剂相匹配的特殊陶瓷载体和催化剂涂敷技术。
④. 整体式燃烧催化剂——低廉的价格和“贵族技术”的民用化：不仅具有与贵金属燃烧催化剂同等优良的低温活性，还表现出比贵金属燃烧催化剂更加优良的抗毒、抗水、抗结碳、抗高温烧结等性能。
5．高效节能技术？①．高活性的整体式燃烧催化剂改变了燃烧反应的能量释放方式，燃烧能量完全以红外辐射方式释放，从而避免了由可见光造成的能量损失，使燃气燃烧的能量得到最充分和最有效的利用。
催化燃烧原理及催化剂
一、催化燃烧的基本原理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深度氧化作用。
在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能,同时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。
借助催化剂可使有机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，其反应过程为：2 催化燃烧的特点及经济性2.1 催化燃烧的特点2.1。
1起燃温度低，节省能源有机废气催化燃烧与直接燃烧相比，具有起燃温度低，能耗也小的显著特点。
在某些情况下，达到起燃温度后便无需外界供热。
二、催化剂及燃烧动力学2。
1 催化剂的主要性能指标在空速较高，温度较低的条件下,有机废气的燃烧反应转化率接近100%，表明该催化剂的活性较高[9]。
催化剂的活性分诱导活化、稳定、衰老失活3个阶段，有一定的使用限期，工业上实用催化剂的寿命一般在2年以上.使用期的长短与最佳活性结构的稳定性有关，而稳定性取决于耐热、抗毒的能力。
对催化燃烧所用催化剂则要求具有较高的耐热和抗毒的性能。
有机废气的催化燃烧一般不会在很严格的操作条件下进行，这是由于废气的浓度、流量、成分等往往不稳定，因此要求催化剂具有较宽的操作条件适应性。
催化燃烧工艺的操作空速较大，气流对催化剂的冲击力较强，同时由于床层温度会升降，造成热胀冷缩，易使催化剂载体破裂，因而催化剂要具有较大的机械强度和良好的抗热胀冷缩性能。
2.2 催化剂种类目前催化剂的种类已相当多，按活性成分大体可分3类。
2.2。
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，且使用寿命长，适用范围广，易于回收，因而是最常用的废气燃烧催化剂.如我国最早采用的Pt-Al2O3催化剂就属于此类催化剂。
但由于其资源稀少，价格昂贵，耐中毒性差，人们一直努力寻找替代品或尽量减少其用量.2.2。
2过渡金属氢化物催化剂作为取代贵金属催化剂,采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，同时降低了催化剂的成本，常见的有MnOx、CoOx和CuOx等催化剂.大连理工大学研制的含MnO2催化剂，在130℃及空速13000h—1的条件下能消除甲醇蒸气，对乙醛、丙酮、苯蒸气的清除也很有效果。
有机废气催化燃烧技术
文献标识码：Ａ
文章编号：１００４—８６４２（２００４）０１—００３５一０４
Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｗａｓｔｅ Ｇａｓｅｓ
Ｈｅ Ｙｉ，Ｗａｎｇ Ｈｕａ，Ｌｉ Ｇｕａｎｇ－ｍｉｎｇ，Ｚｈａｏ Ｘｉｕ—ｈｕａ，Ｚｈａｏ Ｊｉａｎ—ｆｕ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｆｏｒ ｏｒｇａｎｉｃ ｗａｓｔｅ ｇａｓｅｓ， ａｎｄ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ，ｋｉｎｅｔｉｃｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｅｔｃ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．
含Ｎ有机污染物（如ＲＮＨ：，ＲＣＯＮＨ：等），大都具 有毒性和臭味，必须进行处理。火箭推进剂（ＣＨ３）２一 ＮＮＨ，是一种易溶于水和有机溶剂、具有强极性和弱 碱性的有机化合物，也是一种剧毒物质。采用催化燃 烧法处理火箭推进剂（ＣＨ３２ＮＮＨ：（含量ｌ％，压力 为Ｏ．２５ ＭＰａ，气量为５００ ｍ３／ｈ），当催化燃烧温度高于 ３００ ｏＣ，（ＣＨ、ｈＮＮＨ，废气去除率达９９％以上，获得很 好的处理效果““。 ６．３对含ｓ有机污染物的净化
有机废气催化燃烧技术有机废气催化燃烧的基本原理往往业主在采购废气处理设备的时候会问一些技术性的问题以决定采用哪种技术哪种技术最为适合该工艺下面专门介绍本公司生产的吸附脱附催化燃烧有机废气处理设备的技术原理及工艺流程
第１７卷第ｌ期 ２００４年３月
江苏环境科技 Ｊｉａｎｇｓｕ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
３大类。 ３．１．１贵金属催化剂
催化助热燃烧—一项重要的燃烧新技术
催化助热燃烧—一项重要的燃烧新技术
蔡俊修
【期刊名称】《煤炭转化》
【年(卷),期】1993(16)1
【摘要】催化助热燃烧利用催化剂点燃和保持气相反应,保证燃料完全燃烧,提高了热效率,稳定地调节火焰温度,减少NO_x排放量,对提高能源利用率和保护环境有好处。
采用蜂窝状陶瓷负载贵金属,(复)氧化物活性组分,或以多种材质的活性独石,可
满足许多燃烧场合的要求。
今后在催化剂体系选取时,应把高温热稳定性放在首位。
【总页数】9页(P45-53)
【作者】蔡俊修
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ038
【相关文献】
1.一项重要发明——煤的燃烧激化剂 [J],
2.大气污染控制的一项重要措施—LFC清洁燃烧技术 [J], 程有良
3.燃烧(助)剂用量及煅烧温度对TiO2光催化性能的影响 [J], 张苏敏;李娟;李慧;邓峰;史载锋
4.盐助溶液燃烧法制备MnFe2O4催化过一硫酸盐降解双酚A [J], 岳敏;王璟;韩玉泽;张萍
5.甲烷在逆流换热微燃烧器内催化燃烧的数值模拟 [J], 钟北京;伍亨
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VOC浓缩净化装置内部结构基 本原理图
7、转轮吸附—焚烧
转轮+直接燃烧处理工艺示意图
经济性
大概成本价位，绿泉做了一个已有型号的报价表，已发给各位，垂询 表前面已给出。另外参考了绿泉两个方案把其它相关配套设备的价格 整理出来可以作为参考，一个是涂装生产线废气，三苯500mg/m³， 20000风量，用的是VOC-XC，因为浓度小必须浓缩，一个是一心电 子的烘烤废气，10000风量，2700mg/m³，用VOC-CH，贵金属催化 剂价格在每立方米12w。总体价格是一个是56万，一个是48万，包括 施工所有设备。
设计时在活性炭达到94%饱和之前即开始脱附。 可自动/手动切换阀门。活性炭更换周期3-5年。
炉内正常温度400℃，500℃将报警，并通过 补冷风进行降温，温度达600℃时停机，同时设计泄 压阀保证安全。
活性炭属性
活性炭
粒状：风阻大 蜂窝状：风阻小
适宜高风量低浓度VOC
第一次脱附时活性炭吸附效率降低较多，以后降低效率平缓
总结：低风量低浓度用燃烧法无任何优势。最低造价不可能低于30万， 主体设备加
经济性
经济性
现场考察
公司体验
厂房形式，主要做设备，各种设备都在做，包括水处理设备，干式过 滤器等等；
很多宣传册上有的设备他们也不能提供，包括直燃设备和转轮沸石， 还有光解。
公司有一定技术积累，会比较注意一些燃烧设备细节上的处理。
避免高温脱附，高温会使活性炭吸附效率严重下降，穿透时脱附，脱 附温度要大于吸附质沸点15-20℃。
另：公司的混流换热器都是板式换热器（效率50%），因为立式换热 效率低（陶瓷换热器的换热效率能达到80%）
参数：耐水与不耐水，100*100*100或者50*50*100，耐水抗压强度》 0.8Mpa，100或者150孔/inc
RTO和RCO区别，CH和XC区别
蓄热式热力燃烧和蓄热式催化燃烧，一个温度低一个温度高，蓄热陶 瓷体的换热效率能达到80%。
一个加催化剂，一个加辅料，催化剂价格为12w一平米。RTO辅料燃 烧成本也很大，取决于浓度和热值。
XC吸附催化一体化设备要加吸附床或者还有备用床和蒸汽脱附装置， 成本更高一些；CH催化净化设备是适宜浓度直接电热预热升温，然后 催化分解，能耗低，成本小。
谢谢！
催化燃烧工艺选择垂询表
垂询表有5个因素，如下
风量：决定设备型号大小。
浓度：决定是回收还是燃烧还是需要加浓缩吸附再处理，理论起燃浓 度200mg/m³，最佳自平衡浓度2500mg/m³-3000mg/m³无需辅热（以 催化燃烧为例）。
温度：温度太高不能直接进活性炭（耐温极限80℃）浓缩，可以选择 沸石（150℃）。
②脱附+回收：
用0.5MPa高温蒸汽自塔底喷入罐内将有机物从活性炭中剥 离，剥离后的气体通过配套的冷凝器进入分离桶，分离回 收有机溶剂。减压方式有助于降低有机气体沸点利于脱附。
2.活性炭吸附—冷凝回收
冷凝回收 系统
活性炭和碳纤维
此种吸附介质有两种，一种是活性炭，一种是碳纤维，用高温水蒸气 脱附后活性炭再生是用风机吹洗一定时间。蒸汽冷凝用水为普通自来 水或者5℃冷盐水。
4.蓄热式催化净化（RCO）
技术原理 将低温催化氧化与蓄热技术相结合的一种有机废气净化技术 适用范围 适用与涂装线及烘房有机废气处理，化学工业、化学合成工艺（ABS合
成），石油炼化工艺等各种产生有机废气的场所。
4.蓄热式催化净化（RCO）
工艺流程示意图
4.蓄热式催化净化（RCO）
工艺原理图
与光解对比，低风量低浓度毫无优势，因为一套浓缩的活性炭吸附床 是5.6万，混流换热器3万，还有风机等配套设备，无形增加20万成本。 超 过 1 0 0 0 m g / m ³而 且 成 分 很 复 杂 就 要 开 始 考 虑 催 化 燃 烧 。 2 5 0 0 3000mg/m³最适合催化燃烧。小于1000尽量不考虑燃烧。
5、蓄热式热力氧化（RTO）
技术原理
将高温氧化与蓄热技术相结合的一种有机废气处理技术。
适用范围
适用于中高浓度的有机废气
适用于涂装线、印刷、化学合成工艺（ABS合成）、石油炼化工艺各种产生有机 废气的场所。
工作原理
炉体在进行废气处理之前，先将燃烧室、蓄热床进行预热；预热完毕后，将废 气源接入设备。有机废气在配套风机作用下，首先经预热的蓄热陶瓷体1进行热 交换，废气经过一次提温后进入加热区，在加热区废气得到第二次提温，此时废 气温度达到800℃左右废气直接燃烧，生成二氧化碳与水排出并释放热能；处理 后的洁净气体再经过蓄热陶瓷体2进行蓄热由风机排出。经排风机进口测温棒进 行温度检测后达到设定温度时，进行阀门切换由蓄热陶瓷体2进入废气、由蓄热 陶瓷体1排出，如此循环往复。
成分：有机组分的起燃温度和热值对工艺有影响，物质的爆炸极限浓 度需要衡量，进炉膛的气体控制浓度在25%LEL以下。苯类 280℃， 乙酸乙酯350℃，热值能确定辐热系统的功率。
工作周期：选择备用吸附床，一般设备工作8H不用，超过16H一定要 用备用床。
安装要求：场地大小是否受限，平面与高度。
2.活性炭吸附—冷凝回收
适用范围 ① 适用于大风量、中高浓度、低温度有机气体 ② 适用需要回收挥发分有机溶剂的行业 主体设备 吸附罐、冷凝器、风机及配套管路。
2.活性炭吸附—冷凝回收
技术原理
① 吸附过程：
废气经过空气过滤器出去微小悬浮颗粒后进入罐内，通过填 装在管内的颗粒状活性炭或者活性炭纤维吸附过滤后再由后 置风机排空。
加热室，通过加热装置，使气体达到催化反应温度，再通过 催化床内催化剂作用，使有机气体分解成二氧化碳和热能。 适用范围 ① 中、高浓度的有机废气，最佳浓度2500—3000mg/m³ ② 主要针对烃类、苯类、酮类、醚类、酯类、醇类、酚类
3. 低温氧化催化VOC-CH
技术特点 高浓度时耗能仅为风机功率，浓度较低时自动间歇补偿加热。 催化起燃温度为300—500℃。
陶瓷蓄热式
左上：负载 贵金属 催 化剂
左下：陶瓷 蓄热体俯视 图
右上：蜂窝 状活性炭
右下：蜂窝 状陶瓷体
5、蓄热式热力氧化（RTO）
工艺流程示意图
燃烧器
新风
排空 废气
压差开关
压力变送器a
热电偶a
高温过滤器
送风机
热电偶c
蓄热室 陶瓷填料
热电偶e 燃烧室
压力变送器b 热电偶d
蓄热室 陶瓷填料
热电偶b
排至大气 烟囱
5、蓄热式热力氧化（RTO）
工艺原理图
5、蓄热式热力氧化（RTO）
技术特点 1、采用预热和蓄热交替切换技术，使之具有较高的换热效率，效率高达90%以 上，节能性能显著； 2、采用燃烧机供热，可实现大、小功率运行比例调节功能，并具有预清扫、歇 火保护、超温报警及自动切断燃料供应功能；运行安全、可靠、高效、耐用； 3、采用微机自动控制、多点温控，实现多种保护动作、运行信息检索、监控信 息反馈，使系统安全、稳定、可靠地运行； 4、阀门采用气动传动机构，与电动传动机构相比较阀门切换更灵敏、更迅速；
6、直接式焚烧
工艺流程示意图
VOC-ZS
优点 ： 适用于喷涂，烘干，不适合催化或者吸 附的，有重金属，卤代烃，含硫，黏性物质的气 体，还有石油化工的直接燃烧净化。沥青废气是 用此种焚烧。
缺点 ： 体积大，占地面积大。成本相对较高。
对于含有催化剂失活物质（S，重金属，卤素）的 废气可以考虑直燃型设备，粘性大的物质如沥青 废气也可以考虑此种设备。
目录
➢ 1.活性炭吸附—蒸汽脱附—催化燃烧 ➢ 2.活性炭吸附—冷凝回收 ➢ 3.低温氧化催化 ➢ 4.蓄热式催化净化（RCO） ➢ 5.蓄热式热力氧化（RTO） ➢ 6.直燃式焚烧 ➢ 7.转轮吸附—焚烧
1.活性炭吸附—蒸汽脱附—催化 燃烧（VOC-XC）
适用范围
适用于常温、大风量、中低浓度，易挥发的有机废 气，主要包括一些有机溶剂如苯类、酮类、醛类、 醚类、烷烃及其混合类等。浓度小于1000mg/m³。
催化燃烧，是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与深度氧化 作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低反应的活化能，同时 使反应物分子富集于催化剂表面，以提高反应速率。又称无焰燃烧， 燃烧完全，温度要求不高，200-450℃。
对进气有要求，不能含有硫，卤素，重金属等使催化剂中毒的元素， 而且有时需要消耗辅助燃料。缺点是工艺复杂。
催化燃烧技术
扬州绿泉考察汇报：王云龙
内容
公司介绍 公司技术和产品 现场勘查情况
公司介绍
扬州绿泉环保工程技术有限公司成立于2012年， 坐落于江苏扬州高邮市，主营催化燃烧设备，即 将迁入3600㎡新厂房。公司在催化燃烧方面有一 定的技术积累。
营业额：2012年500万，2014年2000万，2015 年8月已达2000万，成倍增长。
公司采用接单方式生产，无存货，所有设备需要 订做，需要一定的生产周期。
公司主要产品：有机废气焚烧炉、有机废气催化 净化设备、有机废气吸附催化一体化设备。
公司技术和产品
燃烧的分类
直接燃烧 热力燃烧
两者的区分：是否添加燃料，热力燃烧中有一类特殊的叫催化燃烧。
Hale Waihona Puke 直接燃烧经济，常外加燃料汽油或天然气，缺点是燃烧不完全，产生 NOx，大量的有害气体和烟尘，以及热辐射。
6、直接式焚烧（ZS）
技术原理 利用辅助燃料燃烧所发生热量，把可燃的有害气体的温度提 高到反应温度，从而发生氧化分解。 适用范围 1、中高浓度有机废气。例如溶剂废气：苯类、酮类等。 技术特点
利用热力法燃烧方式氧化分解恶臭气体，在适当的温度 下，提供充足的燃烧氧气和一定驻留时间，高效除臭，高净 化率。同时该设备主机工作稳定，不存在堵塞现象。