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催化燃烧设备催化剂的组成分析

返回列表 来源: 发布日期:2021-07-10 09:30
 催化燃烧设备中重要的组成部分催化剂通常是由多种物质组成的复杂体系,也有的只是一种物质。按催化剂的存在状态,又可分为气态、液态和同态三类。其中最重要且应用最广泛的要算是固体催化剂。固体催化剂通常是由活性组分、助催化剂和载体,三个主要部分组成的,其余有的还加人成型剂和造孔物质等,以制成所需要的形状和孔结构。下面跟恒峰蓝小编一起来详细了解一下~

催化燃烧设备

催化燃烧催化剂活性组分
活性组分又称活性主体或主活性物质,它能够单独对化学反应起癯化作用,有时可以单独使用。在有些多组分催化剂中,只含有一种活性组分,如镍—硅藻土催化剂中,镍 即为活性组分,没有镍便不能起催化作用。有些催化剂中含有两种以上的活性组分,缺少一种,就不能完成规定的催化反应,如有机合成工业中的重整反应,所用的催化剂为铂—氧化铝催化剂,铂用来促进烃类原料的化学吸附和脱氢,产生中间活性物质,后者再转移到氧化铝的酸性中心,完成异构、环化等过程。此种催化剂称为混合催化剂或多功能催化剂。

由于催化剂多使用贵金属等较昂贵的物质作活性组分,因此,为提高活性组分的利用率,通常是将活性组分采用特殊的加工方法均匀分布在载体表面,制成负载型催化剂,可见活性组分在整个催化剂中所占比例是很小的,有的只占千分之几。有的催化剂则是将各种组分均匀混合后制成均质型催化剂。

催化燃烧助催化剂
这类物质单独存在时并没有所要求的催化活性,然而它的少量加入,却能明显提高活性组分的催化性能。例如S02催化氧化反应中所用的V205 -K20催化剂中,K20的存在,可大大提高V205的催化活性;再如在选择性催化还原(SCR)脱硝中使用的V-W-Ti型催化荊,由于加人了W03,则增加了催化剂的抗硫能力和催化剂的稳定性。

催化燃烧催化剂载体
此组分的功能是用以承载活性组分和助催化剂的,它的基本作用在于提供大的比表 面积,提高活性组分和助催化剂的分散度,以节约活性组分。其次是改善催化剂的传热、抗热.冲击和抗机械冲击的性能,因此要求选用有一定机械强度、耐磨强度及热稳定性与导热性好的多孔性惰性材料作载体。实践表明,有的载体还能与活性组分发生强相互作用,特别是金属催化荊.这种强相互作用英文称之为SMSl (strong metal-support interaction),这种作用会从根本上影响催化剂的催化性能。目前,有些研究者认为,载体与活性组分之间发生的强相互作用,才是催化作用的本质。
实际 上不少载体有时在反应中不完全表现为惰性,载体表面往往也可提供反应所需要的活性中心,这在双功能催化剂中尤为常见。

有些催化羽中亦可以不含载体,如脱水用的Al2 03催化剂,以其暴露于内、外表面的部分起活性组分的作用,而其体相部分实际起着载体的作用。

以上是固体多组元催化剂中的三类组分,但实际情况往往更为复杂,有些物质在催化剂配方中不仅起载体作用,而且本身亦有催化活性。助催化剂一般含量较低,但有些场合也可含量较高,可能同时起载体的作用。有时一个组分有几种功能或几种组元相互作用丽产生一种功能,如s:02-A12 03催化剂中,两种组亮相互作用形成强酸性中心,从而促进烃的催化裂化。

除了上述三类成分之外,,为了保证催化剂在制造过程中具有良好的加工性能,同时保证催化剂产品有较高的机械强度和大的比表面积、空隙率和比孔容,在催化荆配方中还会加人其他助剂,如黏合剂、导热剂,造孔剂等。

以烟气脱硝催化剂为例:为了提高催化荊组分中可溶物质的溶解性,需加入助溶剂;为了增加催化剂的强度,通常要加入玻璃纤维、木浆等;为了使催化剂各组分在加工成型过程中能有效地聚结,需要加入硅溶胶、零环氧乙烷,乙酸乙酯等作为黏合剂;为保证催化剂产品大的比表面积、空隙率和比孔容,常需要加入造孔剂,如羧甲基纤维素、木浆等,这些物质,包括以上加入的有机物,经过焙烧都会分解挥发掉,留下空隙,从而增加产品的比表面积、空隙率、比孔容以及合理的孔径分布,使催化剂有较高的催化活性,以提高脱硝效率。
 

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催化燃烧催化剂活性组分
活性组分又称活性主体或主活性物质,它能够单独对化学反应起癯化作用,有时可以单独使用。在有些多组分催化剂中,只含有一种活性组分,如镍—硅藻土催化剂中,镍 即为活性组分,没有镍便不能起催化作用。有些催化剂中含有两种以上的活性组分,缺少一种,就不能完成规定的催化反应,如有机合成工业中的重整反应,所用的催化剂为铂—氧化铝催化剂,铂用来促进烃类原料的化学吸附和脱氢,产生中间活性物质,后者再转移到氧化铝的酸性中心,完成异构、环化等过程。此种催化剂称为混合催化剂或多功能催化剂。

由于催化剂多使用贵金属等较昂贵的物质作活性组分,因此,为提高活性组分的利用率,通常是将活性组分采用特殊的加工方法均匀分布在载体表面,制成负载型催化剂,可见活性组分在整个催化剂中所占比例是很小的,有的只占千分之几。有的催化剂则是将各种组分均匀混合后制成均质型催化剂。

催化燃烧助催化剂
这类物质单独存在时并没有所要求的催化活性,然而它的少量加入,却能明显提高活性组分的催化性能。例如S02催化氧化反应中所用的V205 -K20催化剂中,K20的存在,可大大提高V205的催化活性;再如在选择性催化还原(SCR)脱硝中使用的V-W-Ti型催化荊,由于加人了W03,则增加了催化剂的抗硫能力和催化剂的稳定性。

催化燃烧催化剂载体
此组分的功能是用以承载活性组分和助催化剂的,它的基本作用在于提供大的比表 面积,提高活性组分和助催化剂的分散度,以节约活性组分。其次是改善催化剂的传热、抗热.冲击和抗机械冲击的性能,因此要求选用有一定机械强度、耐磨强度及热稳定性与导热性好的多孔性惰性材料作载体。实践表明,有的载体还能与活性组分发生强相互作用,特别是金属催化荊.这种强相互作用英文称之为SMSl (strong metal-support interaction),这种作用会从根本上影响催化剂的催化性能。目前,有些研究者认为,载体与活性组分之间发生的强相互作用,才是催化作用的本质。
实际 上不少载体有时在反应中不完全表现为惰性,载体表面往往也可提供反应所需要的活性中心,这在双功能催化剂中尤为常见。

有些催化羽中亦可以不含载体,如脱水用的Al2 03催化剂,以其暴露于内、外表面的部分起活性组分的作用,而其体相部分实际起着载体的作用。

以上是固体多组元催化剂中的三类组分,但实际情况往往更为复杂,有些物质在催化剂配方中不仅起载体作用,而且本身亦有催化活性。助催化剂一般含量较低,但有些场合也可含量较高,可能同时起载体的作用。有时一个组分有几种功能或几种组元相互作用丽产生一种功能,如s:02-A12 03催化剂中,两种组亮相互作用形成强酸性中心,从而促进烃的催化裂化。

除了上述三类成分之外,,为了保证催化剂在制造过程中具有良好的加工性能,同时保证催化剂产品有较高的机械强度和大的比表面积、空隙率和比孔容,在催化荆配方中还会加人其他助剂,如黏合剂、导热剂,造孔剂等。

以烟气脱硝催化剂为例:为了提高催化荊组分中可溶物质的溶解性,需加入助溶剂;为了增加催化剂的强度,通常要加入玻璃纤维、木浆等;为了使催化剂各组分在加工成型过程中能有效地聚结,需要加入硅溶胶、零环氧乙烷,乙酸乙酯等作为黏合剂;为保证催化剂产品大的比表面积、空隙率和比孔容,常需要加入造孔剂,如羧甲基纤维素、木浆等,这些物质,包括以上加入的有机物,经过焙烧都会分解挥发掉,留下空隙,从而增加产品的比表面积、空隙率、比孔容以及合理的孔径分布,使催化剂有较高的催化活性,以提高脱硝效率。