文档介绍：第十一章气态污染物的催化净化
主要内容:
第一节:催化作用和催化剂
第二节:气固催化反应动力学
第三节:气固催化反应器及计算
第四节:气态污染物的催化净化工艺
本章重点与难点:
;
;
。
第十一章气态污染物的催化净化
催化转化:是指废气通过催化剂床层的催化反应,是其中的污染物转化为无害或易于处理与回收利用物质的净化方法。
优点:
①对不同浓度的污染物具有很高转化率;
②污染物与主气流不需要分离,避免了可能产生的第二次污染;
③操作过程简化。
缺点:催化剂较贵,且废气预热需耗一定能量,这样使净化处理的费用增加。
第一节催化作用和催化剂
一、催化作用
:化学反应速度因加入某种物质而改变,而被加入物质的数量和性质,在反应终止时不变的作用称为催化作用
:通过加入催化剂,改变了反应历程,降低了反应物活化能,从而达到加快反应速度的目的。
:
1)  催化剂能加速反应速度(正、逆)而不能使平衡移动;
2)  催化作用具有特殊的选择性。
(一)   组成
主活性组分:催化剂主体,可单独作为催化剂;
助催化剂:(1)本身无活性(2)具有提高活性组分活性的作用;
载体:起支撑活性组分的作用,使催化剂具有合适形状与粒度,从而有大的比表面积,增大催化剂活性,节约活性组分用量,并有传热、稀释和增强机械强度作用,可增加延长催化剂使用寿命。
(二)   催化剂的性能
主要指:其活性、选择性和稳定性
衡量催化剂效能大小的标准。
公式表示为:
式中:A--------催化剂活性, kg/();
W--------产品质量, kg;
t----------反应时间, h;
WR-------催化剂质量, g。
工业中,常把产品量换算为转化率X表示
选择性是指若化学反应在热力学上有几个反应方向时,一种催化剂在一定条件下只对其中的一个反应起加速作用的特征,表示为:
活性与选择性是催化剂本身最基本的性能指标,是选择和控制反应参数的基本依据,二者均可度量催化剂加速化学反应速度的效果,但反映问题的角度不同。
活性--------催化剂对提高产品产量的作用;
选择性-----表示催化剂对提高原料利用率的作用;
定义:催化剂在化学反应过程中保持活性的能力。
包括:(1)热稳定性;(2)机械稳定性:(3)抗毒稳定性。
影响催化剂寿命的因素主要有:催化剂的老化和中毒。
催化剂的老化:是指催化剂在正常工作条件逐步失去活性过程。
催化剂的中毒:是指反应物中少量杂质使催化活性迅速下降的现象。
第二节气固催化反应动力学
气固催化反应一般经历如下五个步骤:
①外扩散过程: 反应物从气相主体到催化剂外表面;
②内扩散过程: 催化剂外表面到微孔内颗粒内表面吸附反应;
③化学动力学控制过程:颗粒内表面吸附反应产物离开内表面;
④内扩散: 产物微孔到外表面;
⑤外扩散: 外表面到气相主体
吸附过程:反应物在催化及表面上被吸附;
表面过程:吸附的反应物在催化剂表面上发生化学反应(表面反应过程);
脱附过程:反应产物从催化剂表面上脱附下来。
上述几步速度最慢(阻力最大)者决定整个过程的总反应浓度,这一步称为控制步骤
:
(吸附表面反应及脱附)