一、催化(hua)原理及装置组成(cheng)

　　1、催化(hua)剂定义(yi)

　　催化剂是一(yi)种能提高(gao)化学反应速率(lv)，控制反应方向，在反应前后本身的化学性质不(bu)发生改变的物(wu)质。

　　2、催化作用机理

　　催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)作用的(de)(de)机理是(shi)(shi)一(yi)个很(hen)(hen)复(fu)杂的(de)(de)问题，这里仅(jin)做简(jian)介。在一(yi)个化(hua)(hua)(hua)学(xue)反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)过程中，催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)剂的(de)(de)加(jia)入并不能改(gai)(gai)变(bian)(bian)(bian)原有的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)学(xue)平衡，所改(gai)(gai)变(bian)(bian)(bian)的(de)(de)仅(jin)是(shi)(shi)化(hua)(hua)(hua)学(xue)反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)的(de)(de)速(su)度，而(er)在反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)前(qian)后，催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)剂本身的(de)(de)性质并不发生变(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)。那么，催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)剂是(shi)(shi)怎样加(jia)速(su)了(le)(le)(le)反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)速(su)度呢了(le)(le)(le)既然反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)前(qian)后催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)剂不发生变(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)，那么催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)剂到底参(can)加(jia)了(le)(le)(le)反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)没(mei)有?实际上，催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)剂本身参(can)加(jia)了(le)(le)(le)反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)，正是(shi)(shi)由(you)于它的(de)(de)参(can)加(jia)，使(shi)反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)改(gai)(gai)变(bian)(bian)(bian)了(le)(le)(le)原有的(de)(de)途(tu)径，使(shi)反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)的(de)(de)活化(hua)(hua)(hua)能降低，从而(er)加(jia)速(su)了(le)(le)(le)反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)速(su)度。例如反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)A+B→C是(shi)(shi)通过中间(jian)活性结合物(AB)过渡而(er)成的(de)(de)，即：A+B→[AB]→C其反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)速(su)度较(jiao)慢。当加(jia)入催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)剂K后，反(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)从一(yi)条很(hen)(hen)容易进行的(de)(de)途(tu)径实现：A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→

　　C+2K中间(jian)不(bu)再需(xu)要[AB]向C的过渡，从而(er)加快了反应速度(du)，而(er)催化剂并(bing)未改(gai)变性(xing)质。

　　有机废气(qi)净化

　　3、催化燃烧的(de)工艺组成

　　不同的排(pai)放场(chang)合和不同的废气，有不同的工(gong)(gong)艺(yi)(yi)流程。但不论采(cai)取哪(na)种工(gong)(gong)艺(yi)(yi)流程，都由(you)如下工(gong)(gong)艺(yi)(yi)单元组成。

　　①废气预处理

　　为了避免催化(hua)剂床层的堵塞(sai)和催化(hua)剂中毒(du)，废气(qi)在进入床层之前必(bi)须进行预处理，以除去废气(qi)中的粉尘、液滴及催化(hua)剂的毒(du)物。

　　②预热装置

　　预(yu)(yu)热(re)(re)装(zhuang)置包括废气(qi)预(yu)(yu)热(re)(re)装(zhuang)置和(he)催(cui)化(hua)剂(ji)燃烧器(qi)预(yu)(yu)热(re)(re)装(zhuang)置。因(yin)为(wei)催(cui)化(hua)剂(ji)都有(you)一个催(cui)化(hua)活性温(wen)(wen)度(du)，对催(cui)化(hua)燃烧来说称催(cui)化(hua)剂(ji)起燃温(wen)(wen)度(du)，必须使(shi)废气(qi)和(he)床层的(de)温(wen)(wen)度(du)达到起燃温(wen)(wen)度(du)才能进行催(cui)化(hua)燃烧，因(yin)此，必须设(she)置预(yu)(yu)热(re)(re)装(zhuang)置。但对于排(pai)出的(de)废气(qi)本身温(wen)(wen)度(du)就较高的(de)场合，如漆包线、绝缘(yuan)材料、烤漆等烘干排(pai)气(qi)，温(wen)(wen)度(du)可达

　　300℃以(yi)(yi)上(shang)，则不必设置(zhi)(zhi)(zhi)预热(re)(re)装(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)。预热(re)(re)装(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)加(jia)(jia)热(re)(re)后的(de)热(re)(re)气(qi)(qi)可采(cai)用换(huan)热(re)(re)器(qi)和床层内布管的(de)方式。预热(re)(re)器(qi)的(de)热(re)(re)源(yuan)(yuan)可采(cai)用烟道气(qi)(qi)或电加(jia)(jia)热(re)(re)，目前(qian)采(cai)用电加(jia)(jia)热(re)(re)较多。当催(cui)化(hua)反应开(kai)始后，可尽(jin)量(liang)以(yi)(yi)回收的(de)反应热(re)(re)来预热(re)(re)废(fei)气(qi)(qi)。在反应热(re)(re)较大(da)的(de)场合，还应设置(zhi)(zhi)(zhi)废(fei)热(re)(re)回收装(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)，以(yi)(yi)节约能(neng)源(yuan)(yuan)。预热(re)(re)废(fei)气(qi)(qi)的(de)热(re)(re)源(yuan)(yuan)温(wen)度一(yi)般(ban)都超过催(cui)化(hua)剂的(de)活(huo)性温(wen)度。为(wei)保护催(cui)化(hua)剂，加(jia)(jia)热(re)(re)装(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)应与催(cui)化(hua)燃烧装(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)保持(chi)一(yi)定距离(li)，这样还能(neng)使废(fei)气(qi)(qi)温(wen)度分布均匀。

　　从(cong)需(xu)(xu)要预热(re)这一点出发，催化燃烧法***适(shi)用于连续排(pai)气(qi)的(de)净化，若间歇排(pai)气(qi)，不仅(jin)每次预热(re)需(xu)(xu)要耗(hao)能(neng)，反应热(re)也无法回收利用，会造成很大的(de)能(neng)源浪费，在设计和选择时应注意这一点。

　　③催化燃烧装置

　　一(yi)般采用固定床催(cui)化(hua)(hua)反(fan)应(ying)(ying)(ying)(ying)器。反(fan)应(ying)(ying)(ying)(ying)器的(de)设(she)计(ji)(ji)(ji)按规范(fan)进行(xing)，应(ying)(ying)(ying)(ying)便于(yu)操作，维(wei)修方便，便于(yu)装卸(xie)催(cui)化(hua)(hua)剂。在进行(xing)催(cui)化(hua)(hua)燃烧的(de)工(gong)艺设(she)计(ji)(ji)(ji)时，应(ying)(ying)(ying)(ying)根据具体(ti)情况，对(dui)于(yu)处理气量(liang)较大的(de)场合，设(she)计(ji)(ji)(ji)成(cheng)分建(jian)式流程，即预热器、反(fan)应(ying)(ying)(ying)(ying)器独立装设(she)，其间用管道连接。对(dui)于(yu)处理气量(liang)小的(de)场合，可采用催(cui)化(hua)(hua)焚(fen)烧炉(见图16-13)，把(ba)预热与反(fan)应(ying)(ying)(ying)(ying)组合在一(yi)起，但要(yao)注意预热段(duan)(duan)与反(fan)应(ying)(ying)(ying)(ying)段(duan)(duan)间的(de)距(ju)离。