催化燃燒的原理

機理：目前在催化氧化領(lǐng)域中,普遍采用的是MVK機理來描述VOCs的催化氧化過程， MVK機理又叫做氧化還原機理，其主要內(nèi)容為與VOC 反應(yīng)是與催化劑中晶格氧而非氣相中氧氣。這種機理主要分為兩步:(1)擴散進入并被吸附在催化劑表面的VOCs與催化劑表面的晶格氧結(jié)合被氧化為CO2和H2O,同時催化劑表面產(chǎn)生氧空穴而被還原；(2)催化劑被解離吸附后的氧填補氧空位而被氧化。MVK反應(yīng)機理以反應(yīng)物分子和催化劑富氧部分發(fā)生反應(yīng)時可以被交替地還原和氧化為前提，其中催化劑中的氧可以是化 學(xué)吸附氧或晶格氧。以 Cr/ ZSM-5 分子篩膜催化劑催化燃燒三氯乙烯為例，第一步三氯乙烯(TCE)被吸附在Cr/ZSM-5 分子篩膜催化劑催化劑上，然后TEC進行 脫氫氧化形成活性中間體， Cat(Cr/ ZSM-5 分子篩催化劑)上活 性氧被消耗形成氧空穴，TEC 生成的活性中間體被進一步氧化為CO2和H2O,催化劑的活性位被還原形成還原態(tài)活性位。第二步是空氣的氧氣被催化劑吸附后填補其表面的氧空位，形成一個活性氧消耗和生成的循環(huán)。結(jié)論：無論是LH、ER還是MVK模型，其反應(yīng)基本過程可以歸結(jié)為氣相中VOCs經(jīng)過內(nèi)外擴散作用進入催化劑表面，其中，吸附在催化劑表面的VOCs分子(原子)經(jīng)過一步或兩步反應(yīng)，被氣相中同樣吸附于催化劑表面的氧氣或催化劑中的晶格氧最終氧化成為CO2和H2O,之后生成的CO2和H2O 從催化劑表面脫附，通過擴散作用重新返回氣相中，而氣相中持續(xù)不斷通入的O2填補催化劑表面上的氧空位或吸附態(tài)的活性氧物種，最終實現(xiàn)了一個完整的吸附、去氧、解吸、補氧和再生的氧化還原反應(yīng)原理：本質(zhì)上來說，催化燃燒原理就是活性氧在燃燒反應(yīng)過程中起到深度氧化的作用。而催化劑作為一個中介，促使燃燒反應(yīng)加快。同時它還具有降低活化能和吸附的作用，使其燃燒反應(yīng)集中在物體表面，提高反應(yīng)效率，加速反應(yīng)進程。催化燃燒在廢氣處理方面，作用就是吸附、脫附以及催化燃燒。在催化劑的作用下，它能夠使有機廢氣在一個氣溫比較低的條件下進行燃燒，產(chǎn)生一種無焰燃燒的現(xiàn)象。在氧化過后分解成為二氧化碳和水，同時會釋放出大量的熱能，在進行廢棄處理的過程當(dāng)中，是可以有效利用這些熱量的。有機廢氣是日常工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中常見的污染物，比如輕化工、石油、塑料制品以及涂料生產(chǎn)等。這些污染物含有大量的有害物質(zhì)，直接排放到環(huán)境當(dāng)中會造成嚴(yán)重的污染，進而會危害到人體健康。所以隨著技術(shù)的發(fā)展，催化染料應(yīng)運而生，在處理工業(yè)廢氣和污染物方面起到了良好的效果，不但節(jié)能環(huán)保，同時也能降低處理經(jīng)費，是很多工廠處理廢氣的不二之選。