克羅地亞的INOSd.O.O(Zagreb,Croatia)開發(fā)了一種適用于烴油加熱爐爐管的催化燒焦方法。可用來取代傳統(tǒng)的使用蒸汽+空氣的爐管燒焦方法。新方法是在蒸汽中混入催化劑,使燒焦反應(yīng)熱大大減少,故其燒焦速度比傳統(tǒng)熱燒焦方法倍。由于燒焦時(shí)間大大縮短,也即減少了時(shí)間,因而提高了爐子開工率。所用催化劑是一種不含重金屬的無毒化合物,以水溶液形式被注入通入爐管的蒸汽流中,爐溫可由燃燒器控制穩(wěn)定。因燒焦速度快,又不存在超溫過熱的危險(xiǎn),所以使?fàn)t管的燒焦操作很容易控制。催化燃燒方法是一種實(shí)用簡便的有機(jī)廢氣凈化處理技術(shù),該技術(shù)是將有機(jī)物分子在催化劑表面作用發(fā)生深度氧化轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳和水的方法,又稱為催化完全氧化或催化深度氧化方法。一種發(fā)明為工業(yè)苯廢氣的催化燃燒技術(shù),應(yīng)用的是低成本的非催化劑,催化劑基本由CuO、MnO2、銅錳尖晶石、ZrO2、CeO2、鋯、固溶體構(gòu)成,可大大降低催化燃燒的反應(yīng)溫度,提高催化活性,還可以大幅度延長催化劑壽命。一種發(fā)明為催化燃燒催化劑,用于有機(jī)廢氣凈化處理的催化燃燒催化劑,由塊狀的蜂窩陶瓷載體骨架與涂覆其上的涂層以及活性組分組成。該催化劑的涂層由Al2O3、SiO2和一種或幾種堿土金屬氧化物共同形成的復(fù)合氧化物組成,因而具有良好的耐高溫性能,活性組分以浸漬法擔(dān)載,其有效利用率高。催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以,催化燃燒又稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程,大多數(shù)碳?xì)浠衔镌?00~450℃的溫度時(shí),通過催化劑就可以氧化完全。與熱力燃燒法相比,催化燃燒所需的輔助燃料少,能量消耗低,設(shè)備設(shè)施的體積小。但是,由于使用的催化劑的、催化床層的更換和清潔費(fèi)用高等問題,影響了這種方法在工業(yè)生產(chǎn)過程中的推廣和應(yīng)用。
催化燃燒:利用催化劑降低廢氣中有機(jī)物的活化能,使有機(jī)物在低溫下(一般在250 ~ 300°C左右,不同組分有機(jī)物的催化燃燒溫度不同)無焰燃燒。原理:廢氣通過催化劑時(shí),先吸附在催化劑表面,然后在一定溫度下發(fā)生催化燃燒,從而達(dá)到凈化的目的。鋼鐵工業(yè)是能源消耗大戶,而燒結(jié)工序能耗約占鋼鐵生產(chǎn)總能耗的10%。我國1990年重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)能耗比國外燒結(jié)能耗(標(biāo)煤55kg/t)高11~ 27kg/t。若按燒結(jié)產(chǎn)量1億t及生產(chǎn)能耗下降2%,其節(jié)煤(焦)總量相當(dāng)于一個(gè)大中型煤礦一年的產(chǎn)量。酒鋼(集團(tuán))鋼鐵研究院、安徽工業(yè)大學(xué)與酒鋼(集團(tuán))河西堡鐵廠根據(jù)河西堡鐵廠燒結(jié)用煤和燒結(jié)工藝技術(shù)特點(diǎn),提出在河西堡鐵廠燒結(jié)原料和技術(shù)條件下進(jìn)行添加催化助燃劑強(qiáng)化燒結(jié)的工業(yè)性試驗(yàn)。此次工業(yè)性試驗(yàn)結(jié)果表明,往焦粉中添加焦量0.137%左右的催化助燃劑每噸燒結(jié)礦可節(jié)約焦5.35kg,即節(jié)焦約8.06%。燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)增加3.63%,成品率提高3.44個(gè)百分點(diǎn),燒結(jié)礦的質(zhì)量略有改善。催化燃燒技術(shù)用于燒結(jié)生產(chǎn),不僅節(jié)能效益顯著,而且產(chǎn)出強(qiáng)度好、FeO含量低的燒結(jié)礦,有利于高爐生產(chǎn),其技術(shù)和添加設(shè)備并不復(fù)雜,投資少,具有很好的應(yīng)用價(jià)值。(2)設(shè)備預(yù)熱應(yīng)是動態(tài)的,而不是靜態(tài)的;初始預(yù)熱階段使用的氣體一般是空氣,不是廢氣,系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)溫度后才能切換為廢氣。
催化劑是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度,而在反應(yīng)前后其本身的化學(xué)性質(zhì)沒有改變的物質(zhì)。催化劑通常是由催化活性材料和催化載體構(gòu)成。催化活性材料一般是金屬或金屬氧化物。其中貴重金屬催化劑主要有鉑、鈀和釕等,普通金屬催化劑主要有銅、鉻、鎳、釩、錳、鐵、鈷等金屬及氧化物。催化載體是多孔材料,主要作用是使活性材料具有大的體表面積。催化載體分為金屬載體、陶瓷載體和炭纖維載體。金屬載體一般是以鎳或鎳鉻合金為載體做成的帶、片、丸、絲等形狀,通過 “電鍍”或 “化學(xué)鍍”(即溶液浸漬)將鉑、鈀鍍在這些載體上,并制成便于裝配、拆卸的模屜。以陶瓷為載體的催化劑,一般是以硅—鋁氧化物為載體,其結(jié)構(gòu)有片粒狀和蜂窩狀兩種。一般在陶瓷結(jié)構(gòu)上涂敷一層僅0.13mm厚的α-氧化鋁薄層,把活性的鉑、鈀等金屬催化劑以微晶狀態(tài)沉積或分散在多孔的氧化鋁薄層中,并制成便于裝配、拆卸的模屜。炭纖維載體可制作成線狀、氈狀、網(wǎng)狀等形狀,在載體上涂敷催化活性材料,制成便于裝配、拆卸的模屜催化燃燒技術(shù)的研究與應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的階段,它的作用也越來越被人們所重視。