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VOCs催化劑常見問題解答

來源:鉑銳催化作者:羅孟飛

由于國家對(duì)污染管控的越來越嚴(yán)格，對(duì)VOCs凈化監(jiān)管也越來越規(guī)范。作為處理VOCs的主要技術(shù)-催化燃燒的應(yīng)用日趨普及。因此，生產(chǎn)和使用催化燃燒技術(shù)、濃縮催化燃燒技術(shù)、蓄熱催化燃燒技術(shù)的企業(yè)也如雨后春筍。很多環(huán)保設(shè)備公司和終端用戶對(duì)催化燃燒技術(shù)并不了解，甚至很多催化劑生產(chǎn)公司，也不完全了解。為此，我總結(jié)了VOCs催化劑常見問題，歡迎大家補(bǔ)充更新。

1.什么是VOCs？

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

VOCs中的s是英文里的復(fù)數(shù)，有很多種VOC的意思。

2.VOCs的危害

答：VOCs也是參與大氣光化學(xué)反應(yīng)主要物質(zhì)，生成PM2.5和臭氧，是導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降的主要物質(zhì)。對(duì)人體的影響包括損害神經(jīng)、肺、腎臟、血液、肝臟及新陳代謝。

3.什么是催化劑？

答：根據(jù)國際純粹化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)1981年的定義：催化劑是一種改變反應(yīng)速率但不改變反應(yīng)總標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能的物質(zhì)。催化劑能夠加快化學(xué)反應(yīng)速率和改變化學(xué)反應(yīng)途徑。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中引起的作用叫催化作用。

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(xiàn)在我們采用了催化劑新名字，在日本和中國臺(tái)灣依然使用“觸媒”。目前在商業(yè)上“觸媒”和“催化劑”使用的比較混亂，如光觸媒，光催化，合成氨催化的鐵觸媒和鐵催化劑。按照標(biāo)準(zhǔn)的用法，應(yīng)該用催化劑而非“觸媒”。

5.直接燃燒與催化燃燒的區(qū)別？

答：直接燃燒（熱力燃燒）就是把氣體溫度提高到自身可燃燒的溫度，一般需要850oC，類似于垃圾焚燒。催化燃燒就是在催化劑的幫助下，使VOCs的燃燒溫度降低，反應(yīng)可以在320oC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，能不能催化VOCs。根據(jù)我了解，目前只有氫氣，一氧化碳、甲醛的氧化反應(yīng)能在室溫條件下進(jìn)行。其他VOCs的催化燃燒都需要溫度。

7.催化劑的空速和接觸時(shí)間

答：反應(yīng)空速是指規(guī)定的條件下，單位時(shí)間單位體積催化劑處理的氣體量，單位為m3/(m3催化劑&dot;h)，即h-1。空速反映了催化劑的處理能力。

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&dot;h-1）/催化劑體積（m3）。

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

8.VOCs催化劑的起燃溫度

答：催化劑的VOCs的起燃溫度，是實(shí)驗(yàn)室對(duì)催化劑活性的描述。起燃溫度，英文是light-offtemperature，這個(gè)目前也尚未統(tǒng)一，有的只有機(jī)物轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%的溫度。對(duì)于VOCs，我認(rèn)為以轉(zhuǎn)化率溫度99%的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(yīng)減少催化劑？

答：曾經(jīng)有人問，如果4000mg/m3的VOCs，設(shè)計(jì)裝催化劑500L，那么如果400mg/m3的VOCs是否只有裝50L催化劑就可以了。回答這個(gè)問題比較復(fù)雜，只能說如果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(gè)合理高度，一般為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)堵塞孔道嗎？

答：到目前為止，還沒有聽說這種情況發(fā)生。

12.催化劑的中毒物質(zhì)是什么?

答：樹脂、高沸點(diǎn)聚合物、焦油、重金屬（Hg、Pb、Sn、Zn），有機(jī)磷，磷化物，有機(jī)硅，及含氟有機(jī)物等物質(zhì)。不過催化劑抗中毒性能與催化劑性能有關(guān)。

13.含Cl和含S的有機(jī)物會(huì)能用催化燃燒技術(shù)嗎？

答：取決于催化劑性能，不過處理后的尾氣需二次處理HCl、SOx等物質(zhì)。

14.催化劑的熱穩(wěn)定性

答：由于催化燃燒是強(qiáng)放熱反應(yīng)，當(dāng)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(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)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(wěn)定性的。