第10章-催化转化法净化气态污染物-大气污染控制工程课件.ppt

第第10章章 催化转化法催化转化法催化转化法是利用催化剂的作用，将废气中的有害物质转变为无害物质或易于回收物质的操作方法。采用催化法能去除的气态污染物有SO2、NOx、CO等，特别适用于汽车尾气中CO、CH化合物和NOx的净化。一一.催化原理催化原理催化是利用催化剂的作用，改变反应途径，降低反应的活化能，使反应容易进行，提高反应速度，降低达到平衡的时间；或改变反应方向，使反应向着特定的方向进行。二二.催化剂催化剂催化剂是参与了化学反应，改变了反应速度，而反应前后其本身的化学性质和物质量均不发生变化的物质。通常对催化剂的要求是：具有较高的催化性能，能明显的改变速度或改变反应方向；具有较高的机械性能，不易破损失效；具有较高的耐热性，高温下不易变形或烧毁；不易中毒，使用寿命长；化学稳定性好，选择性强。2.催化剂的性能描述催化剂性能的指标有活性、选择性和稳定性描述催化剂性能的指标有活性、选择性和稳定性等。等。（1 1）催化剂的活性：是衡量催化剂性能的指标。）催化剂的活性：是衡量催化剂性能的指标。工业催化剂的活性常用单位量催化剂在单位时间工业催化剂的活性常用单位量催化剂在单位时间所得到的产品质量来表示。表示式为：所得到的产品质量来表示。表示式为：A=m1/tm2 A=m1/tm2 式中式中A-A-催化剂的活性，催化剂的活性，kg/(h.g)kg/(h.g)m1-m1-产品产量，产品产量，kgkgm2-m2-催化剂的质量，催化剂的质量，g gt-t-反应时间，反应时间，h h有时也可以用产率或净化效率来表示催化剂的活性。为真实表示不同组成催化剂的催化性能，引入比活性的概念。比活性是指单位面积催化剂所呈现的催化活性，若总活性为A，催化剂表面积为S，则比活性A0=A/S。（2）催化剂的选择性：（2）催化剂的选择性：如果化学反应可能向几个方向进行，而催化剂只能对其中的某一反应起催化作用，称为催化剂的选择性。在实际工作中，可以根据目标产物确定合适的催化剂。催化剂稳定性降低的标志是催化剂的中毒老化，造成活性下降。一般温度越高，催化剂老化速度越快；气体中含有杂质会造成催化剂中毒；气体中含有如HCN、CO、H2S、As、Hg、Pb等化学物质，也会造成催化剂的中毒老化。催化剂的中毒分为暂时中毒和永久中毒两种。对于前者可以通过通入蒸气加以恢复，而对于后者恢复难度大，应该加以避免。三三.催化流程和设备催化流程和设备催化净化有害气体采用的反应器有固定床反应器和流化床反应器两种，主要采用固定床反应器。固定床反应器的优点在于：反应速度快；催化剂用量少；速度、温度便于控制；催化剂不易碰撞磨损，使用寿命长。缺点是传热性能差，反应中的热量不易导出。按照反应器的结构，固定床反应器分为管式和径向两种，按照反应器的温度条件，分为等温式、绝热式和非绝热式三种，绝热反应器又分为一段式和多段式。如图如图(a)(a)所示为一段式绝热反应器。被净化气体所示为一段式绝热反应器。被净化气体从上部引入，经过分布器均匀分布于催化剂床层，从上部引入，经过分布器均匀分布于催化剂床层，反应后的气体经下部出气口引出。反应后的气体经下部出气口引出。多段式绝热反应器是将多个单层绝热床层串联起多段式绝热反应器是将多个单层绝热床层串联起来，反应的热量由两个相邻床层中间导入或导出，来，反应的热量由两个相邻床层中间导入或导出，使反应在合适的温度下进行，提高催化效果。如使反应在合适的温度下进行，提高催化效果。如图图(b)(b)所示为两段式绝热反应器。所示为两段式绝热反应器。与多管式反应器比较，列管式反应器催化剂的装载量大，反应面积大，传热性能好，但催化剂的装填不太方便，当催化剂不易失效时，可以优先采用。习题习题4.31.1.填空题填空题填空题填空题（1 1）催化剂的组成包括）催化剂的组成包括 、和和 ；（2 2）催化剂的性能由）催化剂的性能由 、等来等来描述；描述；（3 3）适合利用催化法净化的污染物是）适合利用催化法净化的污染物是 、和和 等；等；（4 4）催化反应器）催化反应器 、几种几种类型。类型。2.2.问答题：问答题：问答题：问答题：防止催化剂中毒的措施有哪些？防止催化剂中毒的措施有哪些？