隨著環(huán)境的不斷惡化，我國(guó)也提倡保護(hù)環(huán)境?，F(xiàn)有的催化燃燒設(shè)備不僅環(huán)保，而且可回收利用，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。光廢氣凈化和催化燃燒裝置不會(huì)產(chǎn)生二次污染，大大改善了環(huán)保設(shè)備。所以他們是如何實(shí)現(xiàn)這種效果的?光催化氧 化是在外界可見(jiàn)光的作用下發(fā)生的。利用半導(dǎo)體和空氣為催化劑，光為能量，將有機(jī)化合物降解為CO2、H2O等無(wú)毒無(wú)害組分。催化燃燒設(shè)備采用人工紫外光為能源，經(jīng)特殊處理后，具有活性和高反應(yīng)效率的納米TiO2催化劑。經(jīng)過(guò)處理后，廢氣氣味可以達(dá)到更理想的凈化效果。在半導(dǎo)體光催化氧 化過(guò)程中，納米TiO2催化劑在吸收光能時(shí)，受紫外光照射產(chǎn)生電子躍遷和空穴躍遷，進(jìn)一步結(jié)合產(chǎn)生電子空穴對(duì)。催化燃燒裝置與吸附在廢氣表面的水(H2O)和氧(O2)反應(yīng)生成活性羥基自由基和超氧陰離子自由基，可轉(zhuǎn)化各種有機(jī)廢氣，如烴類(lèi)、醛類(lèi)、酚類(lèi)、醇類(lèi)、巰基、苯、氨等。通過(guò)光催化氧 化，將氮氧 化物、硫化物等有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)物VOC還原成二氧 化碳(CO2)、水(H2O)等無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)。同時(shí)臭氣也消失了，對(duì)廢氣的凈化起到了一定的作用，并能有效地去除管道中的細(xì)菌，因?yàn)楣獯呋?化過(guò)程中不含添加劑，因此不會(huì)產(chǎn)生二次污染。運(yùn)營(yíng)成本只是用電，經(jīng)常需要更改部分，相當(dāng)?shù)钠髽I(yè)使用節(jié)能環(huán)保。
有機(jī)廢氣的催化燃燒方法加工行業(yè)出現(xiàn)在1940年代末的技術(shù)。自1949年研制出世界上催化燃燒裝置以來(lái)，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于油漆、橡膠加工、塑料加工、樹(shù)脂加工、皮革加工、食品工業(yè)和鑄造工業(yè)，以及汽車(chē)尾氣凈化。1973年，采用催化燃燒法處理我國(guó)漆包線烘干爐的有機(jī)廢氣。隨后，催化燃燒法在絕緣材料、印刷工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
催化燃燒過(guò)程的燃燒過(guò)程是在催化燃燒裝置進(jìn)行。有機(jī)廢氣通過(guò)熱交換器預(yù)熱至200～400℃，然后進(jìn)入燃燒室。當(dāng)它通過(guò)催化劑床時(shí)，混合氣體中的烴分子和氧分子分別吸附在催化劑表面上并活化。由于表面吸附降低了反應(yīng)的活化能，碳?xì)浠衔锖脱醴肿釉谳^低溫度下被迅速氧 化，產(chǎn)生二氧 化碳和水。催化劑燃燒反應(yīng)的關(guān)鍵是選擇合適的催化劑。催化劑的需求:高活動(dòng)，尤其是低溫活性好，所以開(kāi)始的時(shí)候溫度盡可能低。燃燒是一種放熱反應(yīng)，釋放大量的熱量可使催化劑表面達(dá)到500～1000攝氏度，而且催化劑易熔化，活性降低，因此要求催化劑能夠承受高溫。
用于催化燃燒的催化劑可分為1：1貴金屬：鉑、鈀、釕等。貴金屬催化劑具有較高的活性和氧 化容易回收，等等，雖然有稀缺資源，昂貴的和糟糕的抗毒性缺點(diǎn)，但仍然是世界上主要的催化劑。非貴金屬：過(guò)渡元素氧 化物和稀土元素氧 化物。單組分氧 化物，如氧 化銅(CuO)和氧 化鎳(NIO).單組分氧 化物的耐熱性差，活性低，限制了其應(yīng)用。后切換到兩個(gè)或兩個(gè)以上的金屬氧 化物的混合物，如二氧 化錳-氧 化銅(3:2)化合物，三氧 化二鐵-鉻酸復(fù)雜，銅氧 化物、三氧 化鉻復(fù)雜，尖晶石復(fù)雜鈷、錳、銅、錳、鎳、鋅鉻酸鹽等。雖然復(fù)合氧 化物可以改善某些催化性能，但氧 化活性仍低于貴金屬。此外，還存在釷、鎳、鉬、硫化鈷等金屬硫化物。一般只適用于這類(lèi)催化劑催化燃燒的碳?xì)浠衔?，硫、使用溫度限制?00~400℃，高溫，容易分 解。
催化燃燒裝置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面問(wèn)題
1、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用天然氣作輔助燃料，也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體，如果凈化后的氣體不能作為助燃，則應(yīng)引入空氣助燃。
2、氣流和溫度均勻分布。要使通過(guò)催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并保證火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室必需具有足夠的長(zhǎng)度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料，或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
3、較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng)，所以，無(wú)論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段，都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行，以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應(yīng)，以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇。
4、便于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu)，便于清洗和更換催化劑載體。
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