問答丨你真的了解VOCs催化劑嗎？

1.  什麼(me)是VOCs?

答:百度上的解釋是:在我國(guó),VOCs(volatile organic compounds)揮發(fā)性有機物,是指常溫下飽和蒸汽壓大于70 Pa、常壓下沸點在260℃以下的有機化合物, 或在20℃條件下蒸汽壓大于或者等于10 Pa具有相應揮發(fā)性的全部有機化合物。

VOCs中的s是英文裡(lǐ)的複數,有很多種(zhǒng)VOC的意思。

2.  VOCs的危害

答:VOCs也是參與大氣光化學(xué)反應主要物質,生成(chéng)PM2.5和臭氧,是導緻空氣質量下降的主要物質。對(duì)人體的影響包括損害神經(jīng)、肺、腎髒、血液、 肝髒及新陳代謝。

3.  什麼(me)是催化劑?

答:根據國(guó)際純粹化學(xué)與應用化學(xué)聯合會(huì)(IUPAC)1981年的定義:催化劑是一種(zhǒng)改變反應速率但不改變反應總标準吉布斯自由能(néng)的物質。催化劑能(néng)夠加快化學(xué)反應速率和改變化學(xué)反應途徑。催化劑在化學(xué)反應中引起(qǐ)的作用叫(jiào)催化作用。【廢氣處理】

4.  觸媒與催化劑?

答:在日文中“觸媒”是催化劑的意思,早期我們借用了日文的漢字“觸媒”。現在我們采用了催化劑新名字,在日本和中國(guó)台灣依然使用“觸媒”。目前在商業上“觸媒”和“催化劑”使用的比較混亂,如光觸媒,光催化,合成(chéng)氨催化的鐵觸媒和鐵催化劑。按照标準的用法,應該用催化劑而非“觸媒”。

5. 直接燃燒與催化燃燒的區别?

答:直接燃燒(熱力燃燒)就(jiù)是把氣體溫度提高到自身可燃燒的溫度,一般需要850 oC,類似于垃圾焚燒。催化燃燒就(jiù)是在催化劑的幫助下,使VOCs的燃燒溫度降低,反應可以在320℃左右發(fā)生。

6. 有不需要加熱的催化劑嗎?

答:經(jīng)常碰到有人問,在不加熱的情況下,能(néng)不能(néng)催化VOCs。根據我了解,目前隻有氫氣,一氧化碳、甲醛的氧化反應能(néng)在室溫條件下進(jìn)行。其他VOCs的催化燃燒都(dōu)需要溫度。

7.  催化劑的空速和接觸時(shí)間

答:反應空速是指規定的條件下,單位時(shí)間單位體積催化劑處理的氣體量,單位爲m3/(m3催化劑·h),即h-1。空速反映了催化劑的處理能(néng)力。

對(duì)于VOCs催化劑給出的是體積空速,體積空速=原料體積流量(Nm3·h-1)/催化劑體積(m3)。

催化劑的接觸時(shí)間是反應氣體在催化劑床層中停留的時(shí)間,即反應時(shí)間。接觸時(shí)間(s)=3600/空速。

8. VOCs催化劑的起(qǐ)燃溫度

答:催化劑的VOCs的起(qǐ)燃溫度,是實驗室對(duì)催化劑活性的描述。起(qǐ)燃溫度,英文是light-offtemperature,這(zhè)個目前也尚未統一,有的隻有機物轉化率達到50%的溫度。對(duì)于VOCs,我認爲以轉化率溫度99%的最低溫度來比較催化劑活性更加科學(xué)。

9. 如果VOCs濃度下降,是否可相應減少催化劑?

答:曾經(jīng)有人問,如果4000mg/m3的VOCs,設計裝催化劑500L,那麼(me)如果400mg/m3的VOCs是否隻有裝50L催化劑就(jiù)可以了。回答這(zhè)個問題比較複雜,隻能(néng)說(shuō)如果400mg/m3的VOCs依然需要500L催化劑。

10. 催化劑床層高度對(duì)催化劑有影響嗎?

答:催化劑床層需要一個合理高度,一般爲300mm。太高和太低會(huì)影響催化效果。

11. 蜂窩催化劑如果上下直接填裝會(huì)堵塞孔道(dào)嗎?

答:到目前爲止,還(hái)沒(méi)有聽說(shuō)這(zhè)種(zhǒng)情況發(fā)生。

12. 催化劑的中毒物質是什麼(me)?

答:樹脂、高沸點聚合物、焦油、重金屬(Hg、Pb、Sn、Zn),有機磷,磷化物,有機矽,及含氟有機物等物質。不過(guò)催化劑抗中毒性能(néng)與催化劑性能(néng)有關。

13. 含Cl和含S的有機物會(huì)能(néng)用催化燃燒技術嗎?

答:取決于催化劑性能(néng),不過(guò)處理後(hòu)的尾氣需二次處理HCl、SOx等物質。【有機廢氣處理】

14. 催化劑的熱穩定性

答:由于催化燃燒是強放熱反應,當VOCs濃度較高時(shí),催化劑床層升溫明顯,因此要求催化劑有比較高的熱穩定性。實驗室是測試高溫焙燒催化劑的活性與新鮮催化劑活性的下降幅度來表征催化劑的熱穩定性的。