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催化剂存储寿命的因素

2019/10/29 17:10:18      点击:

高效节能燃烧催化剂
目前为止,人类大多使用火焰燃烧,但科学研究表明,传统火焰燃烧法热效低,污染重,制约了我国经济的发展。从根本上解决火焰燃烧的低效和高排放的途径是催化燃烧。
本研究在稀土储氧材料,耐高温高比表面材料和天然气燃烧催化剂取得进展的基础上,设计出了能使天然气彻底燃烧整体式催化剂。以堇青石蜂窝陶瓷为基体,催化剂涂层则由高性能稀土储氧材料、活性组分及助剂构成。结果表明,催化剂经由高温老化后仍保持高活性,说明催化剂具有良好的稳定性。
本催化剂主要包括四大特点:
1.改变了燃烧反应的能量释放方式,能量完全以红外辐射方式释放,使能量得到最充分和最有效的利用。 
2.通过降低维持燃烧反应所需要的反应温度,节省燃烧反应对燃料燃烧能量的消耗。
3.反应物自由基在催化剂表面引发,使反应被控制在表面进行,通过控制燃烧所需能量来确保N2不能与O2发生反应,因此将NOx排放量减至最低。 
4.利用特殊陶瓷载体材料和催化剂涂敷技术,高性能稀土储氧材料,保证燃烧催化剂具有优良的中低温活性、抗中毒、抗烧结和抗结碳性能。 
以此催化剂制备的催化燃烧炉,热效率为78%,基本实现无污染物排放;比火焰燃烧炉节能20%,高于国家标准,显示出催化燃烧高效节能和环境友好的双重优点。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。消除了CO、NOx等废气污染,同时消除火焰燃烧热水器随使用时间的增加,CO浓度增加造成的安全隐患,是燃烧炉发展的理想状态。
在效益方面,据国家相关权威部门数据估算:按2012年天然气消费量来算,可以节约天然气294.2亿立方米为了使过程的经济效益不低于额定值,必须更换催化剂。引起催化剂效率衰减而缩短其寿命的原因很多,主要有:原料中杂质的毒化作用(见催化剂中毒);高温时的热作用使催化剂中活性组分的晶粒增大,从而导致比表面积减少(图1),或者引起催化剂变质;反应原料中的尘埃或反应过程中生成的碳沉积物覆盖了催化剂表面黑色颗粒为镍,丝状物为碳沉积物);催化剂中的有效成分在反应过程中流失;强烈的热冲击或压力起伏使催化剂颗粒破碎;反应物流体的冲刷使催化剂粉化吹失等。催化剂的寿命不仅决定于制造厂家所提出的正常操作条件范围内保证使用期,也和用户实际的作业条件和使用方法有关。在化工生产中,不仅要考虑催化剂的费用,而且要考虑因更换催化剂停工所带来的损失,对于上述影响寿命的因素甚为繁感的催化剂,还要考虑其使用方法,为此常常需要增加工业装备的投资,保证免遭意外事故。有些催化剂中毒后可以再生,但多次再生后,出现了不可恢复的变化,致使催化过程的效率低于规定的指标,寿命遂即终止,为国家节约近735.5亿元,可减少CO2排放0.517亿吨,NOx近27万吨及其他污染气体等等。同时,大量推广使用本产品不仅能产生巨大的效益,更能推动基体蜂窝陶瓷行业及相关行业的发展。

引起催化剂效率衰减而缩短其寿命的原因很多,主要有:原料中杂质的毒化作用(又叫催化剂中毒);高温时的热作用使催化剂中活性组分的晶粒增大,从而导致比表面积减少,或者引起催化剂变质;反应原料中的尘埃或反应过程