催化燃烧设备中催化剂的种类与选择问题

催化燃烧设备的生产目的是为了环保，是工业方面的废气污染的处理。在工业生产中，有大量的含苯类、醇类、酮类等有用废气散发。危害工人的健康并污染环境。催化燃烧设备作为一种治理有用废气污染的手段，在我国取得了相当大的成效。但是，在催化燃烧装置的设计、加工、应用过程中，还存在一些潜在的不良因素、事故隐患，严重时装置将发生火灾和爆炸。为此，应统一制定关于催化燃烧治理有用废气的浓度控制标准或设计规范。除上述因素外，从技术角度考虑，以下几点因素也值得注意：

一、有用气体的爆炸下限与温度有关。通常，温度愈高，反应速度愈快，爆炸范围愈大。当进入催化燃烧设备的有用废气浓度过大时，催化燃烧装置的温度将会升高，加之自前国产催化燃烧装置均未设置废气浓度检测和控制设备，而温度升高后的有用废气的爆炸下限值将比手册给出的值要小，再加上装置中有用废气成分混合的不均匀性，在局部区域可能超过高温条件下废气的真实爆炸下限，则有爆炸的危险。

二、一般来讲，大多数有用废气中的有用成份在同样爆炸下限浓度下，所含的燃烧热值可视为相同值，每1%的爆炸下限值约含热值1868千焦/牛·米勺如果全部燃烧，即热值全部用于使废气本身升温，则1%的爆炸下限值的废气燃烧可使废气升温15.3℃；当废气浓度达到25%的爆炸下限值时，可使废气本身温度升高。

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：

1、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的条件下能取消甲醇蒸气。

2、复氧化物催化剂

一般认为，废气催化燃烧设备复氧化物之间由于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。主要有以下两大类：

（1）钙钛矿型复氧化物

稀土与过渡金属氧化物在确定条件下可以形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形成交替立体结构，易于取代而产生品格缺陷，表面晶格氧提供活性好的氧化，从而实现氧化反应。常见的有几类如：BaCuO2、LaMnO3等。

（2）尖晶石型复氧化物

3、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，因而是常用的废气燃烧催化剂。如我国采用的Pt-Al2O3催化剂就属于此类催化剂。但由于其资源少的，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。